CRAFT 2.0 : Un réseau hospitalier universitaire s'allie à un centre de recherche pour créer des dispositifs microfluidiques destinés à la santé humaine

Le Centre de recherche et d'applications en technologies des fluides (CRAFT) est une collaboration unique entre l'Université de Toronto, le Conseil national de recherches du Canada et, depuis peu, Unity Health Toronto

La mission du Centre de recherche et d'applications en technologies des fluides (CRAFT) (en anglais seulement) a été prolongée jusqu'en 2028 et élargie pour inclure la collaboration d'Unity Health Toronto, réseau hospitalier universitaire et institut canadien de recherche en santé de renom.

Fruit d'un partenariat exceptionnel entre l'Université de Toronto (U de T), le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et maintenant Unity Health Toronto, le CRAFT développe des dispositifs microfluidiques de pointe qui pourraient permettre de relever de nombreux défis dans le domaine de la santé humaine.

L'entente la plus récente, qui comprend 21 millions de dollars en investissements nouveaux, permettra à des dizaines de stagiaires de l'U de T de travailler aux côtés de scientifiques et d'ingénieurs du CNRC, ainsi que de cliniciens, sur des projets passionnants en biofabrication d'instruments de diagnostic et de systèmes d'organes sur puce.

Avec l'ajout d'Unity Health Toronto, les cliniciens prêteront dorénavant main‑forte aux scientifiques du CRAFT pour développer de nouvelles technologies microfluidiques comme le dépistage des infections et la surveillance des risques qui s'y associent dans les unités de soins intensifs (USI) ou la détection rapide des maladies artérielles périphériques. De cette façon, les scientifiques et les cliniciens pourront tester et valider directement ces techniques là où les soins sont dispensés et trouver de nouveaux moyens pour collaborer avec leurs partenaires de l'industrie.

« Le CRAFT est né d'une vision commune, selon laquelle la microfluidique peut vraiment avoir un impact sur les sciences et la médecine au Canada », a déclaré Teodor Veres (Ph. D.), directeur de la R-D au Centre de recherche sur les dispositifs médicaux et codirecteur du CRAFT.

« Le but est d'offrir aux nouvelles générations d'étudiants la chance de réaliser d'importants progrès scientifiques et technologiques dans le domaine des dispositifs microfluidiques, ce qui pourrait révolutionner le diagnostic et le traitement des maladies au Canada et dans le monde entier. Sans une telle vision, l'initiative n'aurait pu prendre de l'expansion ni remporter le succès qu'elle connaît aujourd'hui. »

Parce qu'elle permet de manipuler des fluides avec une extrême précision dans des dispositifs miniatures de l'ordre du micron (un millième de millimètre), la microfluidique compte d'innombrables applications en génie, médecine, biologie et chimie.

Parmi ces applications figurent les dispositifs de diagnostic rapide avec lesquels les cliniciens peuvent vérifier avec assurance la présence de certaines maladies au chevet du malade tout en évitant les pertes de temps et d'argent qu'exigerait l'envoi d'échantillons aux grands laboratoires d'analyse. On recourt aussi à la microfluidique dans les biocapteurs qui permettent aux patients, dans les communautés éloignées, de transmettre des données exactes aux spécialistes qui se trouvent à des centaines de kilomètres de là.

À titre d'exemple, la Dre Claudia dos Santos, intensiviste chez Unity Health et scientifique, souligne le besoin de cerner rapidement les patients des USI susceptibles de développer une septicémie. Elle coopère donc avec les scientifiques du CRAFT pour mettre au point un instrument de microfluidique qui détectera les biomarqueurs de la septicémie à l'USI même. Un tel instrument permettrait de diagnostiquer et de soigner plus vite la septicémie, qui peut être mortelle si elle n'est pas traitée.

« Avec la collaboration officielle d'Unity Health Toronto au CRAFT, la puissance et les possibilités de la microfluidique ont fait leur irruption en clinique. En effet, grâce à ce partenariat, les cliniciens combineront leur savoir-faire à celui des scientifiques du CRAFT, et nous franchirons un grand pas vers la transformation des soins offerts aux patients », affirme la Dre dos Santos.

L'organe sur puce — autre application de la microfluidique — consiste à faire croître des cellules, des tissus, voire les parties fonctionnelles d'un organe hors de l'organisme, dans un dispositif microfluidique. Les modèles biologiques de ce genre peuvent servir à passer rapidement au crible une foule de molécules aux propriétés éventuellement thérapeutiques à diverses fins, pour identifier celles qui combattraient le mieux une forme particulière de cancer, par exemple. Ce type d'analyse aiderait même à déterminer le traitement idéal pour une personne donnée, ce qui paverait la voie à la médecine de précision.

Fondé en 2018, le CRAFT compte trois installations de R-D sur les dispositifs microfluidiques : l'installation de fabrication de tissus (en anglais seulement), où sont bio‑imprimés et validés les dispositifs avant leur application en clinique, l'installation de fabrication de dispositifs (en anglais seulement), où l'on procède à la conception des instruments de microfluidique, à la création de prototypes et à la fabrication à petite échelle, ainsi que l'installation de fabrication et de mise à l'échelle de dispositifs du CNRC. Aménagées à l'U de T, les deux premières sont à la disposition du corps professoral, de la population étudiante, de l'industrie et du gouvernement, alors que la troisième se trouve sur le campus du CNRC à Boucherville, au Québec.

En 2023, ces installations ont accueilli 125 utilisateurs de l'U de T et des hôpitaux qui y sont affiliés (Sunnybrook, SickKids et University Health Network, entre autres). Depuis son inauguration, le CRAFT a embauché 44 scientifiques et 114 stagiaires pour mener une variété de projets qui ont débouché sur 69 articles dans des publications à comité de lecture, 22 demandes de brevet et 3 entreprises issues d'un essaimage.

« Le CRAFT est depuis toujours un projet d'équipe. Soutien du CNRC mis à part, nous avons reçu l'appui de la division du vice-président à la recherche et à l'innovation de l'U de T en tant qu'initiative stratégique de l'institution (en anglais seulement) et profité de l'aide des facultés de génie, des arts et des sciences, de médecine et de pharmacie de l'université. Nous attendons tous impatiemment que s'amorce un nouveau et passionnant chapitre de cette aventure avec l'arrivée d'Unity Health », a déclaré Axel Guenther, professeur de génie mécanique à l'U de T et codirecteur du CRAFT.

« Pour mettre au point la prochaine génération de technologies canadiennes en microfluidique et en faire profiter ceux et celles qui en ont le plus besoin — malades, personnel médical, sociétés pharmaceutiques —, le CRAFT devra bâtir des liens solides à l'interne et à l'externe avec ses partenaires des cliniques, de l'écosystème entrepreneurial de l'U de T et de l'industrie canadienne. Nous invitons tout le monde à visiter nos installations de recherche ouvertes à Toronto, à assister à notre cours professionnel en microfluidique du 17 au 19 juillet ou à participer au symposium sur la recherche du CRAFT (en anglais seulement), à Boucherville, le 12 octobre 2024. »