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Evaluation écologique des marqueurs périphériques de stress à l'aide de biocapteurs en population psychiatrique

par Ismael Conejero

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Philippe Courtet.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec CBS - Centre de Biochimie Structurale (laboratoire) .


  • Résumé

    La pratique d'une psychiatrie personnalisée est un enjeu majeur au XXIème siècle. Le suivi des marqueurs biologiques de stress périphériques s'intègre à cette démarche : ces marqueurs sont associés à certaines dimensions cliniques, telles que la sensibilité aux situations d'exclusion sociale qui sous-tendent une large part de la vulnérabilité suicidaire. Pour être pertinente, leur mesure doit pouvoir tenir compte des facteurs environnementaux, au plus près des situations quotidiennes rencontrées par l'individu. L'objectif de mon travail de thèse était donc de développer de nouveaux outils de détection des biomarqueurs de stress issus du champ de la biologie synthétique, qui peuvent être déployés en milieu extrahospitalier ou dans les régions à faibles ressources, et qui sont peu couteux. En particulier, j'ai abordé certains défis soulevés par leur utilisation en pratique clinique courante : la reprogrammation des capteurs, les effets de matrice, le couplage à une plateforme numérique, et enfin la portabilité et la sécurité biologique. Nous montrons qu'il est possible d'élargir la gamme des marqueurs détectés à travers la standardisation des modules d'entrée, et que l'inhibition des ribonucléases permet dans certaines conditions de surmonter l'interférence des échantillons complexes avec le signal. Nous avons aussi exploré la construction d'une interface simple qui permet de transmettre le signal détecté à une plateforme numérique. Enfin j'ai montré que les biocapteurs du cortisol peuvent être exprimés en systèmes abiotiques, ce qui facilitera à terme leur portabilité et préviendra le risque de contamination environnementale. Ce travail, à l'interface de la clinique et de l'ingénierie, est une étape nécessaire pour la mise à disposition d'outils de prévention innovants en psychiatrie.

  • Titre traduit

    Ecological assessment of stress biomarkers with biosensors in psychiatric population


  • Résumé

    Personalized and precision psychiatry is a key issue in the 21st century. Monitoring peripheral biological markers of stress is part of this approach: these markers are associated with relevant clinical dimensions, such as sensibility to social exclusion underlying a large part of vulnerability to suicide. Their measurement should take into account environmental factors, closely to situations encountered in daily living. The aim of my work was to develop new synthetic biology tools for detecting stress biomarkers. These low-cost biosensors would be deployed outside of hospital or in low resources countries. We focused on addressing challenges raised by their use in clinical practice: repurposing of biosensors, matrix effects, coupling to a digital platform, portability and biological safety. We show that it is possible to expand the space of molecules detected through standardization of a transduction module. We evaluated cell free biosensors in several clinical samples and found that inhibiting ribonucleases overcomes the interference of complex samples in some conditions. We explored the construction of an interface module with a digital platform. Finally, we showed that cortisol biosensors can be expressed in abiotic systems, supporting the portability and prevents from environmental contamination. This work, at the nexus of clinical research and synthetic biology, is a step toward developing new tools for preventing psychiatric disorders.