Description du projet
Visualisation de l’activité des pompes d’efflux multi-drogues dans des bactéries vivantes grâce à des biopuces nanophotoniques
Les puces photoniques de nano-ingénierie sont très prometteuses pour la bio-imagerie. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet Illuminate-AMR a pour objectif d’améliorer l’imagerie des processus membranaires dans les cellules avec des biopuces photoniques et d’étudier la dynamique de population de l’activité des pompes d’efflux de plusieurs médicaments dans les bactéries résistantes aux antibiotiques via une nanoscopie 3D à grand champ. Les objectifs du projet concernent notamment le développement et le test d’une nouvelle biopuce nanophotonique permettant de visualiser et de suivre en temps réel les protéines liées à la membrane sous des microscopes optiques conventionnels, le développement d’un test direct pour l’imagerie de la présence et de l’activité des pompes d’efflux multi-drogues dans les membranes bactériennes au niveau unicellulaire et la comparaison de la plateforme de biopuce avec les approches modernes d’imagerie monomoléculaire.
Objectif
Nanophotonic chips hold great promise in imaging by providing molecular-level insights into biological processes occurring in live cells. By tuning their design, it becomes possible to selectively modify light at their surface such that they can be used to study the properties of biomolecules and cells at high resolution near the interface. On-chip decoupling of the excitation and emission light at multiple wavelengths is however a challenge in optical microscopy. The aim of this project is to substantially improve imaging of membrane processes in cells with biochips and then study population dynamics of multi-drug efflux pump activity in antimicrobial resistant bacteria by widefield nanoscopy. The objectives are (i) to develop and test a new nanophotonic biochip with which to visualize and track membrane bound proteins and their activity in single living bacterial cells under common light microscopes; (ii) to develop a direct assay for imaging the presence and activity of multi-drug efflux pumps in bacterial membranes at the single-cell level; and (iii) to implement and compare the biochip platform with modern single-molecule approaches. This imaging platform is based on encoding several precise periodicities to the surface of the biochip in order to diffraction-couple the light to traveling surface waves at multiple resonant wavelengths. This biochip will be a superior alternative to expensive TIRF microscopes that have a limited field of view, and will practically offer an improved evenness of illumination, smaller footprint, and a more accurate knowledge of penetration depth of the evanescent field. The biochip will be used to elucidate how phenotypic heterogeneity in multi-drug efflux pump activity contributes to bacterial survival and thus help improve current antibiotic treatment schemes. Such technology will result in immediate benefits for integrative cellular and molecular biology research communities, and thus has a strong potential for commercialization.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
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Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinateur
12205 Berlin
Allemagne