Jumelage numérique de bioréacteurs pour accélérer la conception et optimiser les conditions de production des produits biologiques complexes

 

Les produits biologiques — par exemple, exosomes et vecteurs viraux (virus adéno-associés ou VAA) — sont des structures biologiques complexes qui se sont récemment avérées très utiles dans le traitement d'un certain nombre de cancers et de maladies héréditaires. Les méthodes actuelles de fabrication de ces produits en bioréacteur ne permettent pas d'obtenir les quantités et la qualité requises pour les besoins précliniques et cliniques, ce qui en limite considérablement l'utilisation et le potentiel thérapeutique. Ce projet vise à intégrer les connaissances spécialisées et à exploiter les avancées de l'intelligence artificielle pour accélérer la conception et optimiser les conditions de production de ces 2 importants produits biologiques. Pour ce faire, il recourra au jumelage numérique de bioréacteurs à l'aide d'un ensemble de capteurs qui assure une communication constante entre eux. L'Université McGill étudiera les modèles mécanistes qui servent à décrire d'une manière plus réaliste les processus biologiques. L'Université d'Ottawa et le CNRC se pencheront sur l'utilisation de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage machine pour la mise en place de jumeaux numériques in silico.

Équipe

Amine A. Kamen, Ph. D.

M. Amine Kamen est titulaire de la Chaire de recherche du Canada à l'Université McGill. Expert mondial de l'utilisation des bioréacteurs pour la fabrication de produits biologiques, il s'intéresse actuellement aux moyens d'accélérer la production de vaccins en analysant l'interaction des cellules et des virus ainsi que le métabolisme des cellules.

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Miodrag Bolic, Ph. D.

M. Miodrag Bolic est professeur associé à l'École de science informatique et de génie électrique de l'Université d'Ottawa. Il est aussi directeur du Groupe de recherche sur l'analyse et l'accélération informatiques (CARG) et du Groupe de recherche sur les appareils médicaux (HDRG). M. Bolic est un expert du contrôle par capteur et de l'application de l'apprentissage machine pour l'analyse des systèmes techniques. Ses domaines d'intérêt actuels en recherche comprennent l'application de l'apprentissage machine et du traitement des signaux, notamment dans les domaines du génie biomédical et des services de santé généralisés.

Pour en savoir plus sur Miodrag Bolic (en anglais seulement).

Nabil Belacel, Ph. D.

M. Nabil Belacel est agent de recherche principal au Conseil national de recherches du Canada. C'est un expert en recherche opérationnelle et en apprentissage machine. Les méthodes innovantes qu'il a mises au point combinent l'optimisation, l'apprentissage machine et l'analyse décisionnelle multicritère. M. Belacel a appliqué ces méthodes pour faire progresser des domaines de recherche tels que la bio-informatique, l'extraction de données éducatives, la cybersécurité et l'analyse de documents et d'images.

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Personnel hautement qualifié

Varun Mehta, Ph. D.

M. Varun Mehta est titulaire d'un baccalauréat en génie de l'Université Dharmsinh Desai, à Nadiad (2010), d'une maîtrise en technologie du traitement des signaux de l'IIT Guwahati, à Guwahati (2013) et d'un doctorat du département de génie électrique de l'IIT Bombay, à Mumbai (2019). Il poursuit actuellement des études postdoctorales à l'Université d'Ottawa. Il se spécialise dans l'apprentissage machine et s'intéresse particulièrement à l'apprentissage renforcé et au traitement des signaux.

Cristóvão Iglesias

M. Cristóvão Iglesias s'intéresse aux domaines de l'analyse des données et du génie logiciel depuis 2009. Il est titulaire de baccalauréats spécialisés en bio-informatique (UFRJ) et en systèmes d'information (UNESA), et d'une maîtrise en informatique (UFRJ). Il est actuellement étudiant au doctorat et assistant de recherche au sein du groupe de recherches sur les appareils médicaux à l'Université d'Ottawa (Canada). Il possède une solide maîtrise de la programmation en Python, Java, C++, Ruby on Rails, JavaScript et Bash script. Il a acquis ses connaissances des sciences des données en participant à des projets de biologie computationnelle et de bio-informatique sur notamment les simulations de dynamique moléculaire. Ses travaux récents s'intéressent aux systèmes personnalisés de surveillance de la santé, à la fusion des données, à l'apprentissage profond et au jumelage numérique.

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Xingge Xu

M. Xingge Xu est actuellement assistant de recherche et entreprendra des études doctorales au sein du groupe de M. Kamen à l'Université McGill. Il a travaillé sur la transformation en aval du vaccin contre la grippe et sur la production de la protéine du domaine de liaison au récepteur (RBD) du SRAS-COV-2. Il justifie d'une expérience du transfert de chaleur et de masse et de la modélisation du métabolisme cellulaire en bioréacteur.

Yichen Wu

Mme Yichen Wu poursuit actuellement des études de baccalauréat en génie logiciel à l'Université McGill. Elle a conçu des logiciels, principalement en Java et en Python, et possède une expérience en modélisation 3D.

Mounia Akassou

Mme Mounia Akassou poursuit des études postdoctorales sous la direction du professeur Amine Kamen. Elle est titulaire d'un doctorat en génie chimique, et d'un diplôme d'ingénieure en technologie alimentaire. Elle a travaillé dans le domaine de la modélisation et de l'optimisation des processus biochimiques (fermentation) fondées sur l'analyse statistique multivariée.