Vers un monde équitable et durable

Trois groupes de recherche ont remporté une subvention spéciale de l'Initiative pour la Santé Humaine du Technion (THHI). La THHI a été créée l'année dernière à l'initiative du professeur Uri Sivan, président du Technion, dans le but de promouvoir la recherche interdisciplinaire dans le domaine de la santé.

"La santé humaine est l'un des principaux défis auxquels l'humanité est confrontée au XXIe siècle", a déclaré le professeur Uri Sivan, président du Technion. "Comme c'est le cas pour d'autres grands défis, une révolution significative dans le domaine de la santé humaine nécessite des efforts multidisciplinaires. Pour tirer pleinement parti des capacités du Technion, cette initiative rassemblera l'ensemble des disciplines scientifiques et des technologies. Elle soutiendra la conversion des découvertes issues de la recherche en applications thérapeutiques qui assisteront les équipes médicales situées en première ligne. L'idée est de rapprocher la médecine, les sciences de la vie, les sciences exactes, l'ingénierie, la science des données et le design. L'initiative réunit des chercheurs de différentes facultés car le décloisonnement entre les disciplines est essentiel pour préserver le statut de rang mondial du Technion et relever les défis du XXIe siècle."  

À cette fin, le TTHI a organisé un concours interne pour soutenir les groupes de recherche multidisciplinaires, les projets de recherche innovants ainsi que pour faire progresser de nouveaux domaines de connaissances au croisement de la médecine, des sciences de la vie, de l'ingénierie, de la science des données et d'autres disciplines.  

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Les trois projets lauréats sont les suivants :  

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• Closing the Loop : Technion - Centre Rambam pour l'intelligence artificielle dans les soins de santé (CAIH).

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Les membres du groupe sont le professeur adjoint et chef du projet Joachim Behar, le professeur adjoint Uri Shalit, le professeur Shie Mannor, le professeur Lior Gepstein, le professeur Shai Shen-Orr, le Dr Danny Eytan, le Dr Ronit Almog et le Dr Oren Caspi.  

"L'objectif de ce nouveau centre est de promouvoir le développement d'une nouvelle Intelligence Artificielle pour la recherche médicale et clinique de base, afin d'obtenir des avantages significatifs pour les soins aux patients", a déclaré le Dr Behar. "Nous espérons que le centre servira d'interface entre la médecine, les sciences de la santé et l'IA, et créera une synergie entre les deux institutions."  

"L'objectif de ce nouveau centre est de rapprocher le monde de la médecine et les mondes des données et de l'intelligence artificielle", a déclaré le professeur Uri Shalit. "En tant que professionnels des données, nous avons besoin de grandes quantités de données - et le monde clinique a besoin d'experts pour analyser ces mêmes données et en tirer des enseignements utiles.  Le nouveau centre facilitera l'accès des chercheurs aux données et encouragera également un partage de connaissance approfondi entre l'expertise clinique de Rambam et notre expertise en matière de données et de modèles.  Nous sommes convaincus que cette nouvelle initiative nous permettra de présenter des analyses visant à améliorer le diagnostic, le traitement et le suivi thérapeutique. De plus, il est très important pour nous d'appliquer des modèles de données sur le terrain, c'est-à-dire à Rambam. Pour nous, scientifiques, il s'agit d'un lien important avec le terrain et d'un moyen significatif pour influencer le bien-être à l'échelle de l'humanité."  

Les activités conjointes du centre, qui fonctionnera grâce aux financements du Technion et du centre médical Rambam, ont débuté ce mois-ci (mars 2022).  L'événement d'inauguration a eu lieu à Rambam le 9 mars, en collaboration avec le MIT, en présence du président du Technion, le professeur Uri Sivan, et du PDG de Rambam, le professeur Michael (Miki) Halberthal. Cet événement faisait suite au "Datathon", une compétition dans le domaine des sciences des données qui s'est déroulée les 7 et 8 mars.  

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• Exploiter la biologie synthétique et l'électronique de très faible puissance pour surveiller les signaux dans le tractus gastro-intestinal  

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Les membres du groupe sont le professeur associé Ramez Daniel, chef du projet, le professeur adjoint Naama Geva-Zatorsky, le professeur Hossam Haick, le professeur Eilam Yalon et le professeur associé Shahar Kvatinsky.  

Le groupe souhaite développer des systèmes innovants pour le suivi des maladies gastro-intestinales. Ces systèmes contiendront des bactéries modifiées qui programmeront des circuits électroniques de très faible puissance basés sur différents composants tels que des dispositifs memristifs. Cette combinaison de biologie et d'électronique permettra aux futurs utilisateurs d'étudier les voies métaboliques dans le tractus gastro-intestinal et d'intervenir efficacement si nécessaire.  

"En utilisant des outils issus du domaine de la biologie synthétique, nous allons créer des cellules bactériennes (E. coli) qui identifient des biomarqueurs dans le tube digestif, traitent ces informations et programment des dispositifs nano-électroniques appelés "memristors" en utilisant des réactions biochimiques", a déclaré le professeur Daniel. "Les calculs nécessaires seront effectués dans les cellules bactériennes à l'aide d'ADN, des protéines et des enzymes qui se caractérisent par une consommation d'énergie au moins 1 000 fois inférieure à celle de tout autre dispositif électronique (par exemple, un transistor). L'activité des memristors sera programmée directement par les bactéries à partir des nutriments qui sont abondants dans le système digestif. Aucune source d'énergie externe ne sera donc nécessaire pour ce système."  

"Ces systèmes seront installés dans de minuscules capsules mesurant moins de quelques centimètres", a précisé le professeur Geva-Zatorsky. "Grâce à eux, nous pourrons explorer de nouvelles stratégies de diagnostic en faveur de la recherche appliquée et le développement de nouveaux traitements pour les maladies gastro-intestinales. Ces systèmes permettront une analyse moléculaire ciblée en temps réel - un outil essentiel pour le diagnostic continu des maladies."  

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• L'IRM métabolique - une nouvelle approche non-invasive pour le diagnostic clinique, le traitement et l'étude en temps réel des maladies  

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Les membres du groupe sont le professeur Aharon Blank, qui dirigera le projet, le professeur adjoint Katriene Vandoorne, le professeur Boaz Pokroy, le professeur Marcia Javitt et le docteur Galit Saar.  

L'objectif du projet est de développer une technologie permettant d'utiliser l'IRM pour un diagnostic médical rapide, efficace et sûr de différentes maladies.  

L'IRM est une technologie d'imagerie courante et efficace qui fournit une multitude d'informations sur les conditions physiologiques à partir des propriétés physiques des tissus - densité des protons, temps de relaxation des tissus et coefficients de diffusion. Cependant, dans de nombreux cas, ces informations physiques ne suffisent pas et des connaissances plus détaillées sont nécessaires sur les différents métabolites et leur activité dans le tissu examiné.  

Malheureusement, en raison de problèmes de sensibilité, même les systèmes d'IRM les plus avancés ne détectent que les métabolites présents dans les tissus à très haute dose et ne sont pas assez sensibles pour détecter la plupart des métabolites à des fins de diagnostic médical. Ce problème peut être résolu en partie par une technologie appelée PET-CT, mais celle-ci implique l'utilisation de rayonnements ionisants nocifs et de radiotraceurs coûteux.  

La technologie développée par le groupe fournira des informations importantes sur les propriétés métaboliques des tissus et permettra d'élargir notre compréhension des processus physiologiques, du diagnostic clinique et de la gestion des soins aux patients.  Le groupe a pour objectif de mettre au point une méthode qui multiplie par 1000 l'intensité normale du signal des métabolites d'intérêt tout en maintenant cette intensité élevée pendant plusieurs minutes, de manière ce qu'ils puissent être cartographiés dans les systèmes d'IRM courants.  

La technologie sera testée dans le cadre d'essais précliniques à la faculté de médecine Ruth et Bruce Rappaport du Technion, puis fera l'objet d'essais cliniques. La technologie sera ensuite testée dans divers contextes, notamment dans le cas de cancers et d'autres maladies de la prostate, du foie et des reins, de maladies inflammatoires systémiques et de tumeurs cérébrales.

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