Septembre 1999 - n°40

Le Laboratoire de Robotique de la Fondation Jean Dausset ­ CEPH : Une synergie de compétences pour l'automatisation des méthodes d'analyse du génome

Il y a tout juste 2 ans La Gazette du Laboratoire vous présentait la Fondation Jean Dausset ­ Centre d'Etude du Polymorphisme Humain et l'avancée de ses programmes de recherche autour du génome.

Avec une équipe d'une centaine de chercheurs, des équipements de pointe en matière de clonage positionnel, génotypage, séquençage, cytogénétique moléculaire, une position au premier rang de la recherche en médecine prédictive et génétique, la Fondation Jean Dausset, reconnue d'utilité publique en mars 93, a su s'imposer au sein de la communauté scientifique mondiale, tout particulièrement à travers ses travaux de cartographie du génome humain.

L'actualité de ses laboratoires nous le prouve chaque jour : la Fondation Jean Dausset ­ CEPH puise sa force non seulement dans son expertise scientifique, mais aussi dans son organisation interne, structurée autour de services communs pour l'harmonisation des collaborations à l'international et le développement de nouvelles méthodes d'analyse.

Une actualité très forte, à l'image de celle dont nous fait part aujourd'hui M. Patrick COHEN, Responsable du Laboratoire de Robotique.

Le Laboratoire de Robotique : à l'écoute de tous les laboratoires de la Fondation

Le Laboratoire de Robotique de la Fondation Jean Dausset s'inscrit sous la structure du Département "Technologique", l'un des trois pôles dont est composé le CEPH, aux côtés des Départements "Collaborations Nationales et Internationales" et "Programmes Scientifiques".

Service commun à l'ensemble des Unités de recherche de la Fondation, le Laboratoire de Robotique a pour vocation de développer l'automatisation des méthodes d'analyse du génome ; ceci afin d'optimiser la détermination des caractères génétiques des sujets et localiser, à moindre coût, les gènes impliqués ou participant aux pathologies.

Le Laboratoire de Robotique a vu le jour en 1994. Ses activités s'organisent autour de deux missions prioritaires :

- le développement de robots dédiés, en réponse aux besoins spécifiques des laboratoires de la Fondation.

- la gestion au quotidien du parc des automates de l'ensemble de la Fondation.

Ainsi, les projets menés sont-ils particulièrement variés, qu'il s'agisse du simple réglage d'un automate ou du développement complet d'un robot, par l'intégration de divers paramètres propres aux protocoles et aux techniques utilisés par les unités de recherche.

Dans ce dernier cas, le Laboratoire de Robotique prend en charge la totalité du développement : depuis le façonnage des pièces (usinage, électronique ) jusqu'à l'installation au sein même du Laboratoire utilisateur.

Etude de faisabilité, choix du type de robot standard, mise au point et développement d'accessoires, intégration et programmation, validation biologique : toutes les phases sont entièrement gérées par l'équipe Robotique afin de fournir à l'utilisateur un automate "clés en main".

Parmi les dernières réalisations du Laboratoire...

- deux robots pour le pooling d'échantillons d'ADN, c'est-à-dire l'automatisation du regroupement de différentes séries d'ADN selon une combinaison donnée. Cette stratégie permet, à partir d'une banque d'ADN testée, de retrouver des échantillons "positifs".

"Trois mois ont suffit au laboratoire pour réaliser le pooling de nos banques d'ADN, alors qu'un an aurait été nécessaire si les opérations avaient été réalisées manuellement", précise M. COHEN.

- un automate pour la purification des produits de PCR ;

- un robot d'extraction d'ADN, adapté aux échantillons de gros volume (5 ml).

La mise au point de cet appareil, en réponse aux besoins soulevés par le projet SA.G.E. "Santé, Gène, Environnement", a demandé un an de développement de la part du Laboratoire de Robotique.

L'objectif, défini par le cahier des charges, visait à extraire l'ADN de quantités importantes d'échantillons pour la constitution rapide d'une vaste banque de données.

"Pour ce faire, en collaboration avec le Laboratoire d'Extraction de la Fondation, nous avons commencé par étudier et comparer les différentes techniques traditionnellement utilisées pour cette application en laboratoire. Après une première sélection, huit kits d'extraction d'ADN ont été testés et l'un d'eux a finalement été retenu", explique M. COHEN.

"Nous nous sommes alors attachés à développer l'automate correspondant à cette technique et répondant au cahier des charges du laboratoire utilisateur. Un robot standard - le BIOMEK 2000 commercialisé par BECKMAN-COULTER - nous a servi de support, autour duquel sont venus se greffer certains accessoires, mis au point en interne par rapport aux spécificités d'application : une station de réfrigération, une station de chauffage et d'agitation automatique... ainsi qu'une centrifugeuse pour robot qui vient de faire l'objet d'un dépôt de brevet."

Pluricompétence et adaptabilité: des caractéristiques tant humaines que techniques

A l'écoute des exigences techniques nouvelles suscitées par les objectifs scientifiques de la Fondation, le Laboratoire de Robotique se positionne comme une interface active entre les chercheurs et le milieu de l'instrumentation.

Son contact au quotidien avec les unités de l'lostitut lui confère des capacités d'écoute et d'adaptation optimales, confortées par d'étroites collaborations avec les fournisseurs de matériel et la grande pluridisciplinarité de son équipe.
Automatisme, électronique, informatique, biologie et travaux d'usinage sont autant de compétences sur lesquelles le Laboratoire de Robotique a su bâtir son expertise.

Et, ce sont d'ailleurs ces mêmes qualités de souplesse et de pluricompétence que le laboratoire transmet à ses réalisations !
... souplesse grâce aux développements à façon qui permettent de constituer un outil précisément adapté aux besoins formulés par les unités de recherche;
... pluricompétence, car la mise au point d'un appareil est toujours réalisée à partir d'un robot standard; ce qui oHre un avantage supplémentaire: celui de pouvoir réutiliser le système dans ses fonctionnalités premières une fois le projet scientifique terminé, ou encore de lui adapter une nouvelle intégration, d'où une économie incontestable...

Deux brevets en un an...

Fruits des travaux du Laboratoire de Robotique, deux brevets ont été déposés par la Fondation Jean Dausset - CEPH ces deux dernières années.

Le premier, validé en Mars1998, concerne l'étude de faisabilité d'un projet "nanotechnologies": le développement d'un automate capable de distribuer des volumes de l'ordre du nanomètre.
'Les robots actuels sont limités à une capacité de 384 puits" précise M. Cohen. "Grace à l'adaptation d'outils sophistiqués - notamment utilisés en microchirurgie -, nous pouvons envisager des microplaques de 5 000, voir 10 000 puits, un atout fort intéressant pour toutes les réactions impliquant un très grand nombre d'échantillons, tout particulièrement en matière de chimie combinatoire...»

Rappelons, par ailleurs, la dernière innovation du Laboratoire de Robotique d'ores et déjà protégée (Octobre 98): la centrifugeuse pour robot, conçue pour l'automate d'extraction d'ADN, mais dont l'utilisation est loin d'être limitée à cette simple application.
Au rang de ses avantages:
- une automatisation totale: démarrage, arrêt ouverture, fermeture.
- I'indexage du rotor.
- un faible encombrement.

L'heure est aujourd'hui au lancement de sa commercialisation en France et en Europe. Sans équivalent actuellement sur le marché de l'instrumentation, la centrifugeuse pour robot intéresse en effet de nombreux autres centres de recherche et d'analyse.

A noter que la Fondation Jean Dausset - CEPH cherche toujours à étendre son réscau de partenaires - distributeurs en Europe et, à l'avenir, sur le continent américain...

S.DENIS

n'hésitez pas à contacter:
M. COHEN