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Designer Biofilms: controlling cellular interactions by printing bacteria onto rationally micro-shaped surfaces.

Description du projet

Étude de la dynamique des biofilms par impression bactérienne contrôlée sur des surfaces microstructurées

Les biofilms bactériens sont des communautés de micro-organismes fixées à une surface et enrobées dans des matrices extracellulaires protectrices. Sur les dispositifs médicaux ou les implants, ils peuvent provoquer une infection persistante et sont résistants aux traitements antibiotiques. Sur les équipements industriels, ils peuvent perturber les pipelines et provoquer des détériorations dans les usines de transformation alimentaire. Comprendre la dynamique des biofilms est complexe car les populations contiennent souvent plusieurs espèces bactériennes qui se développent sur des surfaces irrégulières. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet DesiBio vise à étudier l’impact de la forme de la surface et de la distribution spatiale des sous-populations sur le développement du biofilm. Il s’appuiera sur des techniques de microfabrication, de microfluidique et d’impression de gouttelettes pour développer un système de modélisation qui surveille les interactions bactériennes pendant la croissance du biofilm, tout en contrôlant la composition initiale de la communauté et les irrégularités de la micro-surface.

Objectif

Bacterial biofilms–conglomerates of bacteria held together by an extracellular matrix–play a major role in our lives including disrupting medical implants, industrial pipelines, or providing antibiotic tolerance to bacteria deep within biofilms by e.g. limiting antibiotic diffusion. It is imperative we understand biofilm population dynamics to improve both our health and industrial processes. However, biofilms are difficult to study because 1) they often contain multiple bacterial species or multiple genetic variants of a single species that form biofilm subpopulations, where the interactions of subpopulations are controlled by their spatial distribution within the biofilm and 2) they are often found growing on irregular surfaces with nooks and crevices, in contrast to most biofilm models on flat agar surfaces. To understand the biofilm dynamics, and thus to control it, it is crucial to analyze the impact of the surface shape and the spatial distribution of biofilm subpopulations on the biofilm formation and growth. However, we lack tractable methods to do so for several days necessary for a typical biofilm to stabilize. Here we propose a synergistic effort based on years of research by myself (surface irregularity, microfluidics expert) and the Imperial College Host (bacteria printing expert), where we aim to use microfabrication techniques, microfluidics, and droplet printing to develop a system to follow bacterial interactions in a growing biofilm where we control: a) the initial patterning of the community, b) surface irregularities on which the community grows, c) cell-surface interactions. We will work with Prof. Sujit Datta at Caltech (secondment) to follow mutant spread in biofilms in porous beds, and we will work with a Paris-based company Hummink to potentially the results of DesiBio for potential commercialization (non-academic placement).

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Contribution nette de l'UE
€ 299 203,58
Adresse
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ London
Royaume-Uni
Région
London Inner London — West Westminster
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (2)