Innover pour le diagnotic in vitro en microbiologie Nicolas Faure bioMérieux SA Conférence Grenoble MedTech Industries – Grenoble 8 avril 2014 Plan de l’exposé !   bioMérieux en quelques chiffres !   Notre implantation à Grenoble !   Innover dans le diagnostic en microbiologie ¢  ¢  ¢  ¢  Problématique L’état de l’art Innovation incrémentale Innovations de rupture et perspectives 2 bioMérieux en quelques chiffres !   50 ans d’expertise dans le diagnostic in vitro ¢  Leader en microbiologie clinique et industrielle (> 70 % des ventes) !   Un CA de 1,588 milliard d’euros en 2013 ¢  87 % du CA réalisés à l’international ¢  Plus de 7 500 collaborateurs* ¢  Présence dans plus de 150 pays au travers de 41 filiales et d’un large réseau de distributeurs ¢  19 sites bio-industriels !   Un engagement fort pour l’innovation ¢  Près de 11 % du CA investis en R&D ¢  Plus de 1 000 personnes dédiées ¢  17 centres de R&D !   Une base installée de 74 000 instruments environ * Salariés en Equivalent Temps Plein 3 Notre site de Grenoble Centre Christophe Mérieux ¢  Depuis 2005 ¢  Superficie : 30 000 m2 ¢  ~ 180 collaborateurs* ¢  Recherche et Développement en biologie moléculaire et microsystèmes ¢  Production de réactifs de biologie moléculaire (gamme NucliSENS, gamme EasyMAG) * Salariés en Equivalent Temps Plein 4 bioMérieux et l’écosystème grenoblois « Marier la biologie lyonnaise avec les (micro)-technologies grenobloises » ¢  Couvrir tout le continuum de la recherche au produit industriel ¢  Un partenariat stratégique en recherche et développement ¢  Des liens avec le tissu académique et industriel local ¢  Recruter dans un pôle de formation pluridisciplinaire de haut niveau 5 Le diagnostic en microbiologie Problématique Les maladies infectieuses, une victoire trop rapidement annoncée “The most likely forecast about the future of infectious disease is that it will be very dull” 1972, Frank MacFarlane Burnet, Nobel Prize Etat-Unis Nouveaux pathogènes, nouvelles pathologies, nouvelles résistances 300 nouveaux pathogènes, 35 nouvelles maladies infectieuses ces 25 dernières années (SIDA, SRAS, Ebola,…) Nouveaux pathogènes, nouvelles pathologies, nouvelles résistances Résistance aux antibiotiques, super bugs, impasses thérapeutiques Les maladies infectieuses restent la première cause de mortalité mondiale Monde France 17 millions de décès par an 30% de la mortalité 25600 décès par an 5% de la mortalité Patient tuberculose et HIV Cambodge Patiente MRSA France Les défis du diagnostic en microbiologie !   Résultat « actionnable » Détection et Identification d’abord ¢  Résistance aux antibiotiques surtout ¢  !   Résultat rapide ¢  Sepsis: augmentation de 7 % de la mortalité par heure perdue !   Coûts maîtrisés ¢  Nombreux échantillons négatifs (90 % des urines et hémocultures négatives) !   Productivité optimisée Tendance à la centralisation des laboratoires ¢  Jusqu’à plusieurs millions de boites de Petri par an ¢  11 Diagnostic en microbiologie l’état de l’art Le flux de travail en microbiologie, aujourd’hui Detection (BacT ALERT) blood Gram Identification (Vitek MS) Sampling Isolate streaking J0 J1 8h 16h Susceptibility (Vitek 2) J2 8h J3 16h 8h 2h other Gram Sampling Isolate ID (Vitek MS) Result available streaking AST (Vitek 2) 16h Result available 8h La microbiologie d’aujourd’hui Diagnostic en microbiologie Innovation incrémentale Innovation incrémentale: FMLA® •  Gain de temps, de productivité et de traçabilité •  Technologies de l’information déterminantes Innovation incrémentale: FMLA® La boîte de Petri, objet biologique, devient numérique Collaboration bioMérieux CEA (brevets, algos CEA dans le produit commercial) 17 Innovation incrémentale: FMLA® Réalité biologique augmentée Eikenella corrodens sur milieu COS Diagnostic en microbiologie Innovations de rupture Innovation de rupture: spectrométrie de masse Spectrométrie de masse pour l’identification Spectrométrie de masse de nouvelle génération •  Technologie LC ESI MS/MS* •  Technologie •  Identification, résistance, typage, virulence MALDI-TOF* •  Gain de 8 heures •  Identification correcte dans plus de 99% des cas •  Réduction de coût de 50% * Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization–Time of Flight * Liquid Chromatography Electrospray Ionization Mass Spectrometry Collaborations bioMérieux, CEA, Institut Pasteur, HCL, Inserm… Biologie moléculaire et microtechnologies La biologie moléculaire se développe en bactériologie !   Était déjà très présente en virologie (HIV, HPV, HCV, etc…) !   Arrivée récente de systèmes rapides, proches du patient, bas débit, haute valeur !   Exemple: Filmarray, basé sur la PCR Multiplex - Intégration préparation et analyse - 2 minutes « hands-on » - 1 heure Time-to-result - 25-30 cibles /panel (identification / resistance) PANELS Hémoculture positive Infection respiratoire Infection gastrointestinale 22 Impossible d'afficher l'image liée. Le fichier a peut-être été déplacé, renommé ou supprimé. Vérifiez que la liaison pointe vers le fichier et l'emplacement corrects. Les puces à ADN: un bilan mitigé Annoncée comme une -future- révolution dans les années 1990 - Méthodes de fabrication issues de la microélectronique - Massivement parallèle (>1,000,000 points de données / test) LIMITES: - Coûteux (100’s €/puce) - Peu robuste - Excès de données Reflux à la fin des années 2000 23 Perspectives: Vers une analyse à l’échelle de l’objet unique? Mesurer à l’échelle de l’objet unique exemple de la fragmentation 25 PCR digitale en nanogouttes 26 Analyse de molécule unique d’ADN !   Séquençage de nouvelle génération: séquences de molécules uniques d’ADN Exemple de la technologie Pacific Biosciences 27 Peser chaque bactérie •  Pesée de bactéries individuelles vivantes (résolution 10-15 g). •  Microcanal silicium résonnant, phase liquide. Scott Manalis (MIT) 28 Peser chaque bactérie Détermination rapide et phénotypique de la résistance aux antibiotiques Determination of Bacterial Antibiotic Resistance Based on Osmotic Shock Response Knudsen, Marcio . von Muhlen, Schauer, Manalis Anal. Chem. 2009, 81, 7087–7090 29 Conclusions !   Beaucoup de besoins non satisfaits dans le domaine du diagnotic en microbiologie de la place pour innover !   Un rôle croissant des technologies de l’information !   Des apports réels de la biologie moléculaire et des microtechnologies… et quelques déceptions !   Un domaine en pleine effervescence, notamment dans les analyses d’objets uniques Des opportunités pour les microtechnologies …et pour Grenoble 30 Merci