Projets de recherche de la Faculté des sciences liés à COVID-19

Maxim Berezovski – Département de chimie et sciences biomoléculaires

Le professeur Berezovski a reçu des fonds des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) pour développer des tests rapides, à faible coût et réalisables n’importe où pour diagnostiquer la COVID-19. Il a réuni une équipe de spécialistes en chimie, en maladies infectieuses et en diagnostics cliniques, qui utilisent une technologie basée sur des aptamères, développés par son groupe pour créer un test simple, similaire à un test de grossesse, pour le diagnostic de la COVID-19. Ces tests sont nécessaires de toute urgence pour isoler rapidement les personnes infectées.

Le professeur Berezovski a également reçu un financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG), en partenariat avec Lumex Instruments Canada, pour développer un nouveau type de test pour diagnostiquer la COVID-19, en détectant à la fois l'ARN et les protéines du virus du SRAS-CoV-2. Cette double méthode de détection fournira un diagnostic complet du SRAS-CoV-2 dans divers fluides biologiques (sang, salive, crachats, écouvillons nasopharyngés ou oropharyngés). Le test peut être réalisé en deux heures et sera beaucoup plus spécifique que les tests actuels qui ne détectent que l'ARN viral.

Les recherches du professeur Berezovski sur la COVID-19 ont progressé à un rythme remarquable, ce qui lui a permis de solliciter des fonds supplémentaires auprès de ces bailleurs de fonds et d'autres pour des projets de recherche en réponse rapide. Nous mettrons à jour cette page avec ses résultats dès qu'ils seront disponibles.

Mayer Alvo – Département de mathématiques et de statistique

L’étudiante aux cycles supérieurs Jingrui Mu travaille avec le professeur Alvo sur un projet intitulé « Analyse statistique des données COVID-19 » pour sa thèse de maîtrise. À l'aide de méthodes statistiques, elle analysera les données en lien avec la pandémie de COVID-19 pour estimer les taux d'infection dans différentes villes d'Amérique du Nord, ainsi que dans d'autres pays. Dans le cadre de ce projet, les chercheurs visent à déterminer les facteurs qui influencent le taux d'infection et à tester s'il existe une différence significative entre les taux associés à différents groupes d'âge, pour les hommes et les femmes.

Xuhua Xia – Département de biologie

Le professeur Xia et les étudiants diplômés Yulong Wei, Parisa Aris et Alibek Kruglikov, travaillent sur deux projets qui visent à mieux comprendre l'évolution génétique du virus SRAS-CoV-2. Dans le premier projet, ils analysent l’histoire évolutive du génome du virus SRAS-CoV-2, afin d'identifier son ancêtre commun le plus récent. Dans le cadre de leur deuxième projet, le professeur Xia et son équipe étudient les changements directionnels et adaptatifs dans le génome du virus SRAS-CoV-2 sous l’effet de la mutation et de la sélection. Cette recherche est importante, car elle nous permettra de mieux comprendre l'origine, la propagation et l'évolution du virus SRAS-CoV-2.

Rees Kassen – Département de biologie

Le professeur Kassen dirige un projet visant à comprendre la distribution et la prévalence du SRAS-CoV-2, le virus qui cause la COVID-19, à l’intérieur et autour des centres de traitement de la COVID-19. Ce projet est hautement prioritaire pour les médecins, les autres travailleurs de la santé de première ligne, les administrateurs d'hôpitaux et les organismes de santé publique. Financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG), ce projet implique également des chercheurs de l'Institut de recherche de l'Hôpital d'Ottawa, de l'Université Carleton et de l'Université de Waterloo. Il est mené en partenariat avec DNA Genotek et les programmes de surveillance en milieu hospitalier et de prévention et de contrôle des infections de l'Hôpital d'Ottawa. Le professeur Kassen et son équipe affinent les technologies permettant de récupérer le matériel génétique viral sur les surfaces couramment touchées dans les hôpitaux et de suivre la prévalence du virus au fil du temps. En bref, ils détermineront si, et où, le virus est présent afin de protéger les travailleurs de première ligne et d’en réduire la propagation.

Dans le cadre d’un projet similaire mais distinct, l’étudiante au doctorat Angela Alonso travaille avec le professeur Kassen et des chercheurs de l'Université Clarkson (Susan Bailey, qui a fait son doctorat à l'Université d'Ottawa) et de l'Université d'Aarhus. Elle utilise des données publiques de séquençage du génome provenant du monde entier pour étudier l'évolution du virus pendant la pandémie. Elle recherche des modifications génétiques identiques qui seraient survenues indépendamment dans différentes lignées virales, une signature selon laquelle la sélection naturelle plutôt que la mutation serait à l'origine de l'évolution du virus. Ses travaux contribueront à déterminer si la capacité infectieuse du virus augmente ou est réduite après avoir infecté une personne.

Michael Organ – Département de chimie et sciences biomoléculaires

La détection des virus, y compris le virus du SRAS-CoV-2, est effectuée à l'aide d'un test basé sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR) pour détecter l'ARN viral. Les tests PCR nécessitent des sondes qui sont synthétisées à l’aide de réactions chimiques impliquant une molécule trifonctionnelle non nucléosidique. Depuis le début de la pandémie, le besoin de cette molécule a augmenté par plus d'une douzaine de fois, créant ainsi une pénurie mondiale. En conséquence, il y a un manque préoccupant de kits de test pour diagnostiquer l'infection des patients par le virus du SRAS-CoV-2. Le professeur Organ a reçu une subvention du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) pour entreprendre un projet qui s'attaque à ce problème. Le projet est en partenariat avec Toronto Research Chemicals (TRC), une compagnie qui assure l'approvisionnement mondial de la molécule trifonctionnelle non nucléosidique depuis près de 20 ans. Le groupe du professeur Organ développe un nouveau processus chimique en flux continu qui sera plus durable et plus sûr pour préparer la molécule d’intérêt en grandes quantités. Cette technologie sera ensuite transférée à l'usine de production de TRC à Toronto, ce qui permettra à la compagnie d'augmenter la production de la molécule et de remédier à la pénurie mondiale de tests PCR pour le SRAS-CoV-2.

En collaboration avec un collègue de l'Université Carleton, le professeur Organ a reçu un financement de Mitacs pour rassembler une grande équipe de stagiaires postdoctoraux qui travaillent sur les processus chimiques nécessaires au développement rapide de nouvelles petites molécules thérapeutiques pour contrer la réplication des virus et les infections bactériennes. Le processus de sélection des molécules antibactériennes candidates aura lieu à l'Institut de recherche sur les maladies infectieuses de l'Université McMaster, tandis que l'évaluation des candidats antiviraux sera effectuée par les équipes de virologie de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa.

Jean-Michel Ménard – Département de physique

De nombreux virus, tel que le SRAS-CoV-2, sont transmis par des gouttelettes respiratoires projetées lorsqu'une personne infectée éternue, tousse ou parle. Ces gouttelettes peuvent atterrir directement sur des surfaces ou être transférées à des objets tels que des poignées de porte si une personne infectée les touche. Le virus, qui reste souvent infectieux pendant plusieurs heures et jusqu'à trois jours, peut ensuite se propager si une personne touche une surface contaminée, puis se touche la bouche, les yeux ou le nez.

Le professeur Ménard a reçu un financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) pour un projet de collaboration avec ZEN Graphene Solutions Ltd, une entreprise ontarienne qui a pour but de développer des matériaux à base de graphène. Ensemble, ils travaillent sur un projet visant à développer un matériau de revêtement mince qui tue les virus au contact et empêche leur transmission. L'un des principaux résultats du projet sera de permettre aux scientifiques de mettre au point des produits de consommation et des équipements de soins de santé dotés de surfaces anti pathogènes plus efficaces et plus fiables. Lorsqu'ils seront utilisés dans les hôpitaux, dans les centres de soins de longue durée ou d'autres espaces publics, ces matériaux antiviraux réduiront la transmission et ralentiront le taux d'infection, ce qui permettra de sauver de nombreuses vies.

Muralee Murugesu – Département de chimie et sciences biomoléculaires

Les recherches du professeur Murugesu visent à découvrir des matériaux multifonctionnels efficaces pour relever les défis sociétaux, ainsi qu'à trouver de nouvelles applications pour ces matériaux qui peuvent assurer le bien-être des Canadiens tout en garantissant des avantages pour l'économie du pays. Dans le contexte de la pandémie COVID-19, le professeur Murugesu a reçu un financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) pour un projet en collaboration avec General Dynamics Ordnance and Tactical Systems - Canada Inc., visant à mettre au point la prochaine génération d'équipement de protection individuelle (EPI) plus intelligent et plus sûr à partir de matériaux que son groupe a l’habitude de préparer. Ce nouvel EPI protégera les Canadiens contre les dangereux microorganismes dispersés dans l'air, notamment le virus du SRAS-CoV-2. Bien qu'il soit largement recommandé que la distance sociale soit la meilleure mesure pour prévenir la propagation du virus du SRAS-CoV-2, les travailleurs de la santé en première ligne et le personnel militaire ont besoin d'équipements de protection afin de pouvoir aider la population tout en travaillant en sécurité. Ce projet vise à préparer, caractériser et intensifier la production de matériaux poreux à haute performance appelés réseaux métallo-organiques, qui seront combinés avec des microfibres en polymères. Le but ultime est de mettre en œuvre des matériaux filtrants à haute performance pour venir appuyer la fabrication d'EPI à grande efficacité, afin de fournir des masques, des respirateurs et des vêtements ultra-performants aux travailleurs de première ligne qui s'occupent de patients infectés.

Robert Smith? – Département de mathématiques et de statistique (affectation secondaire à la Faculté de médecine, École d’épidémiologie et de santé publique)

Avec la pandémie COVID-19 qui nous frappe et les gouvernements provinciaux et fédéral qui utilisent des modèles mathématiques pour guider la prise de décision, la fiabilité de ces modèles devient primordiale. Dans le cadre d'un projet soutenu par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG), le professeur Robert Smith? collabore avec deux entreprises d'Ottawa, Tehama, une entreprise de plates-formes de travail à distance basées sur le cloud, et Pythian, une entreprise de services informatiques. Le projet consiste à analyser les prévisions de modélisation faites lors de trois pandémies récentes - le SRAS en 2003 (également un coronavirus), l'épidémie de "grippe porcine" H1N1 de 2009 et la MERS, qui a débuté en 2012 (un autre coronavirus). L’objectif est d'évaluer la précision de ces modèles à long terme. Ce projet explore également les limites prédictives d'événements aléatoires tels que les super-épandeurs (individus qui sont beaucoup plus susceptibles de transmettre la maladie que la plupart des gens) ou le début d'une deuxième (ou troisième) vague. Bien qu'il serait optimal d'attendre d'autres données pour valider les modèles actuels, dans les premiers stades d'une pandémie à évolution rapide, nous n'avons pas le luxe du temps. En utilisant les données et les prévisions passées, le professeur Smith? et ses collaborateurs développeront et analyseront des modèles COVID-19 parallèles basés sur les meilleures pratiques des modèles passés les plus réussis. Ces modèles COVID-19 permettront de rapidement avertir les décideurs de l'apparition de nouvelles vagues, ainsi que d'autres pandémies futures, en sachant quels modèles sont susceptibles d'être fiables et dans quelles circonstances.

Vincent Tabard-Cossa – Département de physique
John Pezacki – Département de chimie et sciences biomoléculaires

L'urgence de la crise sanitaire mondiale provoquée par le virus corona SRAS-CoV-2, le virus responsable de la COVID-19, appelle à la mise au point de tests diagnostique rapides, peu coûteux et précis. Ces tests doivent être ultrasensibles pour permettre la détection de seulement quelques copies de l'agent pathogène dans un échantillon. Ils doivent également permettre une détection peu coûteuse sur place, plutôt que dans un laboratoire centralisé, pour des résultats rapides et une intervention rapide.

Grâce à un financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG), les professeurs Tabard-Cossa et Pezacki ont uni leurs forces pour mettre au point un tel test diagnostique. Ils utilisent la puissance de la détection des nanopores, la technologie ultrasensible la plus prometteuse qui se prête à la décentralisation. Les nanopores sont des détecteurs moléculaires purement électriques et sont donc particulièrement adaptés à la miniaturisation tout en conservant une sensibilité ultra élevée. Dans le cadre de ce projet, les chercheurs démontrent la faisabilité de l'utilisation de nanopores à l'état solide comme capteurs moléculaires numériques pour l'identification rapide et ultra-sensible du SRAS-CoV-2, compatibles avec un instrument de la taille d'un téléphone intelligent

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