Les lauréats de l’appel à projets 2023

Une avancée prometteuse pour la médecine régénérative : le projet ALBUCOL développe des biomatériaux 100% naturels pour l’ingénierie tissulaire et la médecine régénératrice

La réparation des lésions cartilagineuses et osseuses constitue un défi majeur en médecine. Actuellement, les matériaux de substitution pour ce type de tissus présentent des inconvénients majeurs, tels qu’une solidité inadéquate ou une biocompatibilité limitée, parfois associée à des rejets. Peuvent s’ajouter à ceci des variations de qualité entre les lots, voire des difficultés d’approvisionnement. De plus, pour certaines lésions sérieuses, comme celles réalisées dans le contexte de cancer des voies respiratoires basses (e.g. ablation partielle de la trachée), il n’existe pas de substituts satisfaisants.

L’Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) et ses partenaires développent une solution technologique innovante de médecine personnalisée, éco-responsable, basé sur un procédé breveté. Elle repose sur l’utilisation d’une gamme de biomatériaux poreux 100% naturels composés à proportions variables de deux protéines présentes naturellement dans le corps : l’albumine et le collagène. Ces matériaux servent de structures pour cultiver des cellules spécifiques de la zone ciblée (chondrocytes), prélevées chez le patient afin d’assurer une excellente biocompatibilité. Une fois la structure implantée dans le patient, les cellules poursuivent leur développement et leur différenciation en tissu cible. En parallèle, le biomatériau se dégrade progressivement pour laisser place au néo-tissu.

Cette technologie sera utilisée pour fabriquer des substituts trachéo-laryngés, ou à plus petite échelle des patchs cartilagineux destinés aux lésions plus limitées, ainsi que des greffons de phalanges pédiatriques afin de traiter la symbrachydactylie (une pathologie génétique rare qui affecte le développement des mains et se caractérise par des doigts courts ou absents) par combinaison avec une technique d’assemblage.

Le consortium ALBUCOL regroupe quatre partenaires académiques. L’INSERM s’intéresse au développement de biomatériaux poreux à base d’albumine ou d’ovalbumine et à l’implantation et au développement de cellules sur ces matériaux (in vitro et in vivo). Le Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut (NMI) de l’Université de Tübingen conçoit des matériaux hybrides alliant albumine et collagène, basés sur notre méthode brevetée, et participe à leur caractérisation. Le Département de Biomédecine (DBM) de l’Université de Bâle, proche de l’Hôpital Universitaire, fournit les chondrocytes nécessaires et possède une forte expertise en différenciation cellulaire vers le tissu osseux. La Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), apporte son savoir-faire analytique, en particulier pour évaluer la porosité et la résistance biomécanique, en se focalisant sur nos meilleurs matériaux.

Des premiers biomatériaux à base d’albumine ont été développés pour servir de patch sur des lésions partielles de la trachée. Les tests in-vivo sont très prometteurs et ont montré le développement de cartilage mature. Une première sélection de matériaux hybrides albumine/collagène a été faite afin de continuer à travailler avec biomatériaux composites les plus prometteurs pour le projet. D’autres efforts, intégrant une étape de fabrication additive, sont également en cours pour la régénération de phalanges et donnent déjà des résultats très encourageants.

Le potentiel de cette technologie à offrir des solutions de remplacement tissulaire plus efficaces et personnalisées ouvre de nouvelles perspectives dans le traitement des lésions osseuses et cartilagineuses, et pourrait améliorer la qualité de vie de nombreux patients. Elle permettra également d’enrichir l’écosystème d’innovation du Rhin Supérieur, en bénéficiant à de nombreuses industries pharmaceutiques et des entreprises de technologies médicales du territoire pour le développement de leurs futurs produits.

En savoir plus sur le projet : https://www.biomaterials-bioengineering.com/interreg-albucol/

• Partenaires du projet : Inserm (porteur de projet) (FR), Institut NMI de l‘Université de Tübingen (DE), Fachhochschule Nordwestschweiz – FHNW (CH), Université de Bâle (CH)
• Budget global : 1.745.302 €
• Période de réalisation : 1.4.2024 – 31.03.2027

Une nouvelle ère pour la mobilité transfrontalière ! Le projet aura.ai développe des procédures d’authentification automatiques et continues, respectueuses de la vie privée pour faciliter l’accès à de multiples services de transport.

La région du Rhin supérieur offre aux voyageurs une grande variété de moyens de transport, allant des trains aux trams, en passant par les bus, les vélos et les trottinettes électriques. En théorie, les personnes qui souhaitent privilégier les transports publics et la mobilité durable peuvent donc se déplacer facilement dans cette région transfrontalière. En pratique, c’est un peu plus compliqué : l’achat de billets pour des trajets impliquant plusieurs services de transport peut rapidement s’avérer compliqué. Chaque opérateur dispose généralement de sa propre plateforme en ligne ou application, ce qui nécessite pour les voyageurs de créer un compte distinct et de s’identifier à chaque service.

Une solution innovante pourrait bientôt lever cet obstacle : une procédure d’authentification automatique et continue, qui protège la vie privée, basée sur le comportement du voyageur, garantissant un haut niveau de sécurité et ne nécessitant aucun effort supplémentaire de la part de l’utilisateur. Cette solution utilise l’intelligence artificielle pour reconnaître et catégoriser les pratiques de mobilité spécifiques à chaque individu, ainsi que les modalités d’utilisation de son téléphone, afin de pouvoir Cette solution utilise l’intelligence artificielle pour reconnaître et catégoriser les pratiques de mobilité spécifiques à chaque individu, ainsi que les modalités d’utilisation de son téléphone, afin de pouvoir détecter toute utilisation anormale non autorisée.

Dans le cadre du projet transfrontalier aura.ai, les partenaires mettent au service de cette innovation leurs expertises complémentaires : la Hochschule Karlsruhe développe la technologie d’authentification continue aux plateformes ; l’Université de Haute-Alsace renforce la sécurité autour des modèles d’IA et étudie l’acceptation de la technologie par les usagers ; la Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW est spécialisée dans les systèmes d’authentification des usagers sur les plateformes mobiles et contribuent à ce que la technologie soit acceptée par les entreprises de transport. Le consortium est soutenu par ses partenaires associés INIT, l’un des principaux fournisseurs mondiaux de solutions informatiques pour les transports publics, et Neomia, un éditeur de logiciels spécialisé dans l’authentification continue.

La technologie est actuellement testée en conditions réelles par les étudiants de la Hochschule de Karlsruhe. Elle va également être intégrée à l’application de mobilité de la Région Karlsruhe KVV.regiomove, avec le soutien du développeur raumobil. Si la technologie fait ses preuves, elle pourra ensuite être implantée durablement dans regiomove et au-delà. En effet, regiomove est actuellement en train d’être connectée avec la plateforme de mobilité Ortenau Mobil, elle aussi développée par raumobil, qui propose des trajets vers Strasbourg. Grâce à l’authentification automatique et continue, les passagers pourront facilement s’identifier sur les différentes plateformes de transport et bénéficieront ainsi d’une grande facilité d’utilisation.Le passage d’un mode de transport à l’autre deviendra ainsi simple et rapide. Le projet pourrait donc être d’une grande utilité pour la région du Rhin supérieur, en contribuant à rendre les transports publics encore plus attractifs.

En savoir plus sur le projet : https://www.uha.fr/fr/recherche/grands-projets-de-recherche/aura-ai.htm

• Partenaires du projet : Hochschule Karlsruhe (DE) (porteur de projet), Université de Haute Alsace (FR), Fachhochschule Nordwestschweiz – FHNW (CH)
• Budget global : 1.206.917 €
• Période de réalisation : 1.1.2024 – 31.12.2025

Innovation dans les laboratoires avec le projet AUTOMETA : la préparation automatisée pour l’analyse métabolomique permettra des analyses plus fiables et des traitements plus efficaces.

La recherche médicale a mis en évidence des limites considérables du traitement médicamenteux : 30 à 60 % des patients ne réagissent pas suffisamment à un médicament prescrit, en fonction du profil clinique. Environ 10 à 30 % des patients signalent des effets secondaires liés à un médicament. Des effets secondaires graves surviennent chez environ 1 à 5 % des patients, en fonction, par exemple, du principe actif, du tableau clinique, de la durée du traitement et d’autres facteurs. Pour surmonter cette problématique, il est essentiel de mieux comprendre l’état de santé des patients et leurs réactions aux médicaments afin de mettre au point des traitements personnalisés plus efficaces.

C’est désormais possible grâce à l’analyse du métabolome, un nouvel outil de la biologie moléculaire et de la biomédecine. L’étude des métabolites, de petites molécules impliquées dans toutes les réactions chimiques de l’organisme, permet d’obtenir en temps réel un aperçu de l’état physiologique d’une personne. Cependant, l’analyse du métabolome nécessite une étape cruciale de préparation des échantillons, qui est effectuée par des techniciens de laboratoire, et ces processus manuels sont sujets à des erreurs humaines qui peuvent compromettre la fiabilité des résultats.
L’Université de Freiburg et ses partenaires développent une solution innovante qui va révolutionner cette étape importante : la préparation automatisée des échantillons sur un disque microfluidique centrifuge. Cette technologie repose sur l’utilisation de dispositifs miniaturisés capables de traiter de très petits volumes de liquides (par exemple, du sang ou du liquide céphalo-rachidien). Le principe est simple : l’échantillon à analyser est acheminé par centrifugation à travers un réseau de microcanaux à l’intérieur des disques, où différentes étapes de préparation sont effectuées automatiquement.

Les partenaires du projet transfrontalier AUTOMETA mettent leur expertise complémentaire au service de cette innovation : l’Université de Freiburg étudie les processus métaboliques et développe un protocole pour analyser les marqueurs du cancer. L’Université de Bâle étudie comment ces disques microfluidiques peuvent être associés à une analyse par spectrométrie de masse afin de détecter rapidement et de manière fiable les intoxications fongiques. La Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e. V. fabrique les disques microfluidiques afin d’automatiser ces protocoles.

L’Université de Freiburg et l’Université de Bâle ont pu proposer deux protocoles. Ceux-ci sont actuellement analysés par la Hahn-Schickard-Gesellschaft afin de pouvoir les adapter aux disques microfluidiques et les automatiser.
D’ici la fin du projet, les disques microfluidiques centrifuges actuellement en cours de développement devraient permettre d’améliorer considérablement la préparation des échantillons de patients pour l’analyse métabolomique par rapport aux méthodes actuelles. Cette innovation constitue une étape importante vers une médecine personnalisée plus accessible. À l’avenir, cette technologie pourrait trouver de nombreuses applications, notamment dans l’espace transfrontalier, par exemple dans les laboratoires de diagnostic ou les hôpitaux universitaires.

Pour plus d’informations sur le projet (en anglais) : https://www.hahn-schickard.de/en/projects/projects/automatisierte-probenvorbereitung-zur-massenspektrometrischen-analyse-des-stoffwechsels-fuer-die-personalisierte-medizin-autometa

• Partenaires du projet : Université de Fribourg-en-Brisgau (DE) (porteur de projet), Université de Bâle (CH), Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e. V. (DE)
• Budget global : 1.279.276 €
• Période de réalisation : 1.4.2024 – 31.3.2027

Traitement novateur pour les patients souffrant d’épilepsie et de déficience intellectuelle : le projet IMAGINE-STIM développe des techniques de neurostimulation guidée par imagerie.

L’épilepsie est un trouble neurologique qui affecte près de 1% de la population générale, et environ 25% des personnes souffrant de déficience intellectuelle. Son traitement repose généralement sur la prise de médicaments antiépileptiques, qui servent à réguler l’activité électrique du cerveau pour éviter le déclenchement de nouvelles crises d’épilepsie, ou pour en atténuer les symptômes. Cependant, dans un tiers des cas, le traitement est inefficace. L’épilepsie dite pharmacorésistante (résistante aux médicaments) est encore plus fréquente chez les personnes avec déficience intellectuelle et concerne deux tiers des patients.

Pour ces derniers, un espoir se dessine grâce à une thérapie innovante : la neurostimulation. Elle nécessite l’implantation sous la clavicule d’un appareil semblable à un “pacemaker”, qui va délivrer des impulsions électriques dans des zones précises sous le cuir chevelu. Les études révèlent que cette stimulation électrique parvient à réduire de plus de la moitié le nombre de crises épileptiques par mois.

Le laboratoire ICube (Université de Strasbourg et CNRS) et ses partenaires souhaitent rendre cette technique encore plus performante, en développant des systèmes de stimulation cérébrale personnalisée guidés par l’imagerie (IRM et électroencéphalogramme), afin d’offrir aux patients des traitements sur mesure.

Le projet IMAGINE-STIM constitue un premier pas vers un projet médical et social de grande envergure. Il vise à créer des synergies entre des centres d’excellence spécialisés dans le traitement de l’épilepsie et dans l’imagerie pour établir un réseau de soins transfrontalier, dans le but de dispenser des traitements personnalisés plus efficaces et peu invasifs à une population vulnérable, souffrant à la fois d’épilepsie et de déficience intellectuelle. Le transfert de connaissances a également vocation à s’étendre aux associations de patients et d’aidants, grâce à la mise en place d’un vidéo-forum, afin d’offrir une meilleure compréhension de ces nouvelles avancées thérapeutiques.

• Partenaires du projet : Université de Strasbourg (FR) (porteur de projet), Hôpital universitaire de Fribourg-en-Brisgau (DE)
• Budget global : 999.822 €
• Période de réalisation : 1.4.2024 – 31.03.2027

Un système de bandages intelligents permettant la prise de mesures numériques : c’est la solution développée par le projet HelpMeWalk pour fabriquer plus efficacement des orthèses personnalisées.

Diverses pathologies requièrent le port d’une orthèse, dispositif médical servant à compenser un trouble musculo-squelettique. Ces appareillages peuvent concerner divers membres (bras, main, genou, cheville…), mais tous présentent un défi commun : l’adaptation précise à l’anatomie du patient. Dans le cas d’une orthèse de cheville, la prise de mesures est actuellement faite grâce à un moulage en plâtre. L’orthoprothésiste corrige manuellement la position du pied, en le plaçant dans sa position d’immobilisation, puis réalise le moulage qui servira ensuite à la réalisation de l’orthèse. Cette procédure a l’inconvénient d’être chronophage, et elle peut également manquer de précision. Cela entraîne parfois le besoin de fabriquer une autre version de l’orthèse afin d’en améliorer le confort. L’utilisation de scanners optiques pour prendre des mesures précises est impossible en raison des obstacles créés par les mains de l’orthoprothésiste : celles-ci couvrent le pied, qui n’est alors plus complètement visible par le scanner optique.

Les partenaires académiques et industriels du projet développent une solution technologique innovante pour la prise de mesures : grâce à des bandages équipés de centaines de capteurs magnétiques qui mesurent le champ magnétique successivement produit par différentes bobines. Ces mesures, une fois traitées par un algorithme de tracking, et grâce à une intelligence artificielle, permettent de reconstituer le modèle 3D de la cheville. À partir du même logiciel que pour la prise de mesure, le modèle pourra ensuite servir à imprimer rapidement, une orthèse personnalisée, adaptée au millimètre près, à l’anatomie du patient.
Dans la mise en œuvre du projet transfrontalier HelpMeWalk, les partenaires mettent au service de cette innovation leurs expertises complémentaires.

La Hochschule Furtwangen teste la robustesse des capteurs et développe une manière de les encapsuler dans une résine de protection. La Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW – Campus de Muttenz) est en charge d’étudier la forme des cartes électroniques sur lesquelles sont placés les capteurs, afin qu’elles s’adaptent au mieux à la forme de la cheville. Grâce à une IA, l’Université de Strasbourg étudie comment retrouver l’emplacement précis de chaque capteur, à partir de leurs mesures magnétiques. Ils obtiennent ainsi un nuage de points qui est retranscrit en modèle 3D, par la Hochschule Kaiserslautern.

Les équipes de HelpMeWalk pensent pouvoir faire une démonstration complète de la technologie, de la prise de mesure à l’orthèse portée par le patient, d’ici la fin du projet en mars 2026. Cette solution technologique plus rapide et plus précise que la méthode actuelle devrait permettre de réduire le temps nécessaire à la conception de l’orthèse et faciliter l’adaptation optimale de l’orthèse, tout en diminuant les coûts de fabrication. À long terme, la technologie pourrait être utilisée pour scanner d’autres partie du corps. L’objectif pour les partenaires industriels sera de commercialiser le bandage intelligent d’imagerie 3D afin que cette innovation puisse bénéficier au plus grand nombre. Le prototype a rencontré un beau succès dans des salons spécialisés, en Europe comme à l’international.

En savoir plus sur le projet : https://helpmewalk.eu/

• Partenaires du projet : Université de Strasbourg (FR) (porteur de projet), Fachhochschule Nordwestschweiz – FHNW (CH), Hochschule Kaiserslautern (DE), Hochschule Furtwangen (DE), Université de Haute-Alsace (FR)
• Budget global : 1.411.234 €
• Période de réalisation : 1.4.2024 – 31.03.2026

Transformer une chaleur inexploitée en ressource : c’est le but du projet 2PhaseEx qui développe une technologie pour récupérer l’énergie thermique produite par les data centers.

Pourtant, de nombreuses ressources ne sont pas exploitées comme par exemple, la « chaleur fatale » à basses températures. On désigne par « chaleur fatale », la chaleur émise par un procédé dont elle n’est pas la finalité. Par exemple, les processeurs dans les data centers produisent de la chaleur entre 55°C et 80°C. Celle-ci est souvent considérée comme problématique car elle nécessite un refroidissement des infrastructures. De plus, les systèmes actuels de refroidissement, comme par exemple les climatiseurs utilisent souvent des fluides qui s’avèrent être des polluants éternels.

Le laboratoire ICube de l’Université de Strasbourg, du CNRS, de l’INSA Strasbourg et de l’ENGEES, développe avec ses partenaires une technologie innovante qui permettra de récupérer cette chaleur fatale, tout en utilisant des fluides respectueux de l’environnement. . La technologie utilisée par le projet est appelée « échangeur thermique diphasique utilisant le principe du thermosiphon ». Celui-ci est constitué de deux parties : un échangeur et un condenseur. L’échangeur est un circuit fermé dans lequel circule un fluide. Lorsque le fluide bout, sous l’effet de la chaleur des processeurs, celui-ci devient gazeux et monte au niveau du condenseur dans lequel il est refroidi au contact d’une circulation d’un liquide plus froid. Le gaz de l’échangeur transfert sa chaleur vers le fluide du condenseur et revient donc à l’état liquide. A chaque fois, la chaleur latente du fluide est échangée. Ce système s’autorégule et ne nécessite donc pas de pompe pour faire circuler les fluides. L’échangeur développé par le projet prévoit d’utiliser un fluide respectueux de l’environnement comme l’eau. Etant donné que la température moyenne des processeurs est de 55°C, le système de thermosiphon doit être mis sous vide afin de diminuer la pression dans le thermosiphon et donc de diminuer la température d’ébullition de l’eau. Grâce à ce système, la « chaleur fatale » pourra être récupérée même à basses températures, ce qui n’était pas encore le cas jusqu’à présent.

Dans la mise en œuvre du projet transfrontalier 2PhaseEx, les partenaires mettent au service de cette innovation leurs expertises complémentaires. Le laboratoire ICUBE de l’Université de Strasbourg est responsable de faire le montage expérimental, de modéliser numériquement ce système et de l’adapter selon la source de chaleur. La Hochschule Karlsruhe étudie quels fluides, respectueux de l’environnement, sont les plus favorables dans le thermosiphon.

A terme, l’utilisation de l’échangeur de chaleur pourrait être généralisée dans tout le bassin du Rhin Supérieur. L’énergie thermique récupérée grâce à ce dispositif pourrait être utilisée pour le chauffage urbain, le chauffage domestique ou le pré-chauffage de l’eau chaude sanitaire.

En savoir plus sur le projet : https://mecaflu.icube.unistra.fr/index.php?title=Projet_Interreg_2PhaseEx

• Partenaires du projet : Université de Strasbourg (FR) (porteur de projet), CNRS (FR), INSA Strasbourg (FR), Hochschule Karlsruhe (DE)
• Budget global : 1.000.000 €
• Période de réalisation : 1.09.2024 – 31.08.2027

Le projet VarioPore innove pour le diagnostic des maladies : la détection de molécules à l’aide de nanopores qui permet de réaliser des tests rapides sur le lieu de soins.

Certaines maladies infectieuses, comme la borréliose de Lyme (transmise par la morsure d’une tique infectée), se répandent à un rythme alarmant, en partie à cause du réchauffement climatique. À l’heure actuelle, le diagnostic repose généralement sur des tests effectués dans des laboratoires médicaux, qui sont souvent coûteux, longs et parfois peu fiables. Cela peut retarder la mise en place d’un traitement efficace et entraîner des complications.

Les partenaires académiques et industriels du projet VarioPore collaborent pour développer une méthode de diagnostic plus rapide et plus sûr. Une solution très prometteuse se dessine grâce à une technologie innovante : la détection électrique de molécules via des nanopores (un trou minuscule de quelques millionièmes de millimètres). L’idée consiste à percer une membrane traversée par un courant électrique à l’aide d’un nanopore. Lorsqu’une molécule passe à travers le nanopore, le courant électrique varie en fonction de la taille et de la forme de la molécule. Cette modification constitue une sorte de « signature » propre à la molécule. Grâce à une base de données, il deviendra donc possible d’identifier précisément n’importe quelle molécule qui a traversé le nanopore.

Les partenaires du projet transfrontalier mettent au service de cette innovation leurs expertises complémentaires :

Au KSF (Institute for Advanced Manufacturing) de la Hochschule Furtwangen, cette membrane très fine (40 µm) avec un micropore au centre est fabriquée à l’aide d’un laser à impulsions ultra-courtes.

À l’aide d’une imprimante 3D microscopique, la Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW imprime un nanopore sur le micropore déjà fabriqué. Ce nanopore peut être produit en différentes tailles et formes. L’objectif est de pouvoir identifier différents types de molécules à l’aide des différentes membranes.

L’Université de Haute-Alsace développe une technologie qui, en utilisant des matériaux à mémoire de forme, permet de modifier la taille des pores. Il sera alors possible d’identifier différents types de molécules avec une seule et même membrane, utilisable à l’infini, réduisant ainsi le coût du diagnostic et augmentant sa fiabilité.

L’IPM (Institute Precision Medicine) de la Hochschule Furtwangen est responsable de la partie « diagnostic » et étudie comment les membranes développées par les autres équipes peuvent être utilisées.

Cette recherche permettra de construire des dispositifs de diagnostic très petits et maniables, qui pourront être utilisés directement par le personnel médical sur le lieu de soin, en fournissant des résultats fiables dans un délai très court. Tout au long du projet, les équipes de recherche seront soutenues par des partenaires issus du monde médical et industriel, qui testeront le prototype et le perfectionneront afin de le commercialiser dans les meilleurs délais. Le dynamisme du secteur de la santé dans la région du Rhin supérieur constitue un atout précieux pour la réussite du projet.

En savoir plus sur le projet : https://www.hs-furtwangen.de/en/research/research-projects/variopore

• Partenaires du projet : Hochschule Furtwangen (DE) (porteur de projet), Université de Haute Alsace (FR), Fachhochschule Nordwestschweiz – FHNW (CH)
• Budget global : 1.438.421  Eur
• Période de réalisation : 01.01.2024 – 31.12.2025