Thèse Sonde à Fibre Optofluidique pour la Prochaine Génération d'Outils de Diagnostic Clinique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Limoges
École doctorale : Sciences et Ingénierie
Laboratoire de recherche : XLIM
Direction de la thèse : Georges HUMBERT
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-08T23:59:59

La biopsie liquide désigne l'analyse moléculaire d'acides nucléiques et de protéines circulantes, de structures subcellulaires comme les exosomes ou des cellules tumorales circulantes dans les fluides biologiques tels que le sang, l'urine, la salive, le liquide d'ascite, les épanchements pleuraux, etc., à des fins de diagnostic. Comparée à la biopsie tissulaire, la biopsie liquide est une méthode non invasive ou faiblement invasive de détection des biomarqueurs, permettant le développement de diagnostics personnalisés et précis. Elle a le potentiel de devenir une méthode indispensable pour le dépistage précoce des maladies et le suivi de la réponse des patients aux interventions thérapeutiques en milieu clinique. Cependant, les défis liés au développement d'une biopsie liquide efficace de biomarqueurs, nécessitant une préparation minimale des échantillons de fluides corporels, sont considérables. Plus précisément, le principal défi pour réaliser une biopsie liquide efficace au chevet du patient s'apparente à la recherche d'une aiguille dans une botte de foin (c'est-à-dire la détection de biomarqueurs à faible concentration) avec un haut niveau d'efficacité, de fiabilité et un minimum de manipulations, de temps et de coûts. Notre objectif est de relever ce défi en développant une plateforme de biodétection innovante. Cette plateforme repose sur l'association d'une fibre optofluidique spécialement conçue, de technologies nanoplasmoniques et de nouvelles stratégies de biodétection, afin d'atteindre une sensibilité et une fiabilité sans précédent, tout en assurant une excellente compatibilité avec les transferts au chevet du patient. Les fibres optofluidiques constituent une nouvelle classe de fibres optiques composées de microcanaux disposés le long de leur coeur. Elles permettent une interaction lumière-analyte extrêmement longue, une répétabilité et une reproductibilité des mesures élevées, ainsi qu'une excellente compatibilité avec les systèmes microfluidiques et les normes industrielles. Nous souhaitons exploiter les propriétés offertes par les fibres optofluidiques spécialement conçues, associées à des structures nanoplasmoniques, pour améliorer les performances de détection des méthodes de spectroscopie de fluorescence (fluorescence exaltée par la plasmonique - FEP). Plus précisément, nous visons à : (i) étudier la FEP dans une fibre optofluidique ; (ii) réaliser une nouvelle fibre optofluidique pour amplifier la FEP ; et (iii) développer de nouveaux protocoles de détection de biomarqueurs. De plus, nous visons à exploiter les performances de cette nouvelle plateforme de biodétection à base de fibres pour détecter de nouveaux biomarqueurs pertinents dans les fluides des patients, en étroite collaboration avec des cliniciens singapouriens et français et notre partenaire industriel.

La biopsie liquide désigne l'analyse moléculaire d'acides nucléiques et de protéines circulantes, de structures subcellulaires comme les exosomes ou des cellules tumorales circulantes dans les fluides biologiques tels que le sang, l'urine, la salive, le liquide d'ascite, les épanchements pleuraux, etc., à des fins de diagnostic. Comparée à la biopsie tissulaire, la biopsie liquide est une méthode non invasive ou faiblement invasive de détection des biomarqueurs, permettant le développement de diagnostics personnalisés et précis. Elle a le potentiel de devenir une méthode indispensable pour le dépistage précoce des maladies et le suivi de la réponse des patients aux interventions thérapeutiques en milieu clinique. Cependant, les défis liés au développement d'une biopsie liquide efficace de biomarqueurs, nécessitant une préparation minimale des échantillons de fluides corporels, sont considérables. Plus précisément, le principal défi pour réaliser une biopsie liquide efficace au chevet du patient s'apparente à la recherche d'une aiguille dans une botte de foin (c'est-à-dire la détection de biomarqueurs à faible concentration) avec un haut niveau d'efficacité, de fiabilité et un minimum de manipulations, de temps et de coûts.

Notre objectif est de développer une nouvelle plateforme de biodétection innovante reposant sur l'association d'une fibre optofluidique spécialement conçue, des technologies nanoplasmoniques et de nouvelles stratégies de biodétection, afin d'atteindre une sensibilité et une fiabilité sans précédent, tout en assurant une excellente compatibilité avec les transferts au chevet du patient.

Nous souhaitons exploiter les propriétés offertes par les fibres optofluidiques spécialement conçues, associées à des structures nanoplasmoniques, pour améliorer les performances de détection des méthodes de spectroscopie de fluorescence (fluorescence exaltée par la plasmonique - FEP). Plus précisément, nous visons à : (i) étudier la FEP dans une fibre optofluidique ; (ii) réaliser une nouvelle fibre optofluidique pour amplifier la FEP ; et (iii) développer de nouveaux protocoles de détection de biomarqueurs. De plus, nous visons à exploiter les performances de cette nouvelle plateforme de biodétection à base de fibres pour détecter de nouveaux biomarqueurs pertinents dans les fluides des patients, en étroite collaboration avec des cliniciens singapouriens et français et notre partenaire industriel.

Le sujet de doctorat proposé requiert une collaboration avec des experts de différents domaines scientifiques (photonique sur fibre, nanomatériaux plasmoniques, spectroscopie, biodétection), au sein de laboratoires et de pays variés. Le/la candidat(e) doit être titulaire d'un master ou d'un diplôme universitaire équivalent à un master européen (5 ans), avec une solide formation, de préférence en photonique, biophotonique, bio-ingénierie, fluorescence ou nanomatériaux plasmoniques. Des compétences de base en intelligence artificielle/apprentissage pour l'analyse de données et la programmation sont appréciées.

Le/la candidat(e) doit posséder les compétences suivantes pour mener à bien ce doctorat :

- Grande autonomie et excellente capacité d'organisation et de planification de son travail
- Maîtrise de l'anglais (lu, écrit, parlé)
- Forte motivation pour la conception et le développement d'expériences
- Forte motivation et curiosité
- L'aptitude à travailler avec des personnes de disciplines diverses et différents types d'interlocuteurs est un atout.

Conditions d'admission : Licence et master en physique, ingénierie optique, génie électrique, bio-ingénierie, science des matériaux ou domaine connexe, avec mention Bien (ou équivalent).