Si les machines pouvaient sentir...

Avec une plateforme de transfection et de criblage, il est possible de modifier rapidement les cellules pour d'autres stimuli olfactifs, ouvrant ainsi de nouveaux domaines d'application, tels que le diagnostic médical. (© Fraunhofer IPA)

Pour déterminer le bon récepteur olfactif pour une application spécifique, plusieurs milliers de récepteurs et leur combinaison doivent être analysés. Cela n'est économiquement possible que de manière automatisée. (© Fraunhofer IPA) / To determine the right odour receptor for a specific application, several thousand receptors and their combination must be screened. This is only economical when automated. (© Fraunhofer IPA)

Que se passerait-il si les robots pouvaient sentir ? Détecter des explosifs à l'aéroport, diagnostiquer des maladies à partir de l'haleine des patients dans un cabinet médical, localiser des fuites de gaz et bien d'autres choses encore ? L'institut Fraunhofer pour la technologie de la production et l'automatisation IPA à Stuttgart se consacre, dans le cadre de son thème principal « Transformation biologique », à renforcer la connexion entre systèmes biologiques et techniques. Une nouvelle technologie de plateforme doit permettre de produire automatiquement des capteurs cellulaires et de les rendre économiquement exploitables.

Pour une utilisation économique des capteurs biologiques, le Fraunhofer IPA développe une technologie qui produit automatiquement des biosenseurs à base de cellules. De tels capteurs pourraient ensuite conférer à des machines, par exemple, un sens de l'odorat. La plateforme sera d'abord validée sur un produit de la start-up californienne Koniku. Elle devrait également être utilisable pour d'autres applications à l'avenir. Le responsable du projet IPA, Martin Thoma, résume l'innovation ainsi : « Nous développons en gros un outil générique qui, à moyen terme, permettra de produire des capteurs biologiques à base de cellules pour une utilisation industrielle. » La biologie et la technique fusionnent.

Le projet est notamment financé par le ministère de l'Économie du Bade-Wurtemberg. Avec des produits biointelligents et les technologies de production associées, de nouvelles potentialités de création de valeur pourraient émerger pour le centre d'innovation et d'industrie de Bade-Wurtemberg. Ces opportunités doivent être exploitées par le biais de ce projet pour l'économie locale.

Pour permettre le développement ciblé d'un produit économiquement exploitable, le Fraunhofer IPA va développer une procédure de sélection de recettes et de production automatisée fiable des cellules dites transfectées, c'est-à-dire des cellules dans lesquelles de l'ADN ou de l'ARN étrangers sont introduits.

L'entreprise américaine Koniku cultive depuis plusieurs années de telles cellules, dans lesquelles des récepteurs olfactifs sont intégrés via de petites unités de lecture optiques autonomes. Ces cellules peuvent être maintenues en vie et fonctionnelles sur une longue période afin de détecter de minuscules particules de l'environnement. Cependant, de nombreuses questions restent encore ouvertes dans ce domaine de recherche.

Pour déterminer le bon récepteur olfactif pour une application spécifique, plusieurs milliers de récepteurs et leurs combinaisons doivent être analysés. Pour que ce processus devienne rentable, une plateforme est nécessaire, permettant de modifier automatiquement les cellules, c'est-à-dire de les transfecter, puis de les étudier pour leur réaction spécifique aux odeurs et aux goûts.

Avec une telle plateforme de transfection et de criblage, il serait possible de modifier rapidement les cellules pour diverses stimulations olfactives et ainsi d'explorer d'autres domaines d'application, comme par exemple le diagnostic médical. « Je suis particulièrement heureux de pouvoir utiliser notre technologie partout dans quelques années », déclare Osh Agabi, fondateur de Koniku, « une solution qui pourrait aider les gens à détecter ou à exclure des maladies à leurs premiers stades. Bien sûr, il reste encore des obstacles, mais étape par étape, nous nous rapprochons de cet objectif. Le partenariat avec le Fraunhofer IPA constitue une étape importante dans ce parcours. »