Balado

Diagnostic rapide : nanodécouvertes et mégarésultats

La chercheuse Leyla Soleymani de l’Université McMaster s’intéresse au tout petit monde des nanotechnologies pour faire de très grandes découvertes
Établissement(s)
McMaster University
Province(s)
Ontario
Sujet(s)
Génie
Génie biomédecine
La Dre Leyla Soleymani, de l'Université McMaster, pose pour la photo.

Leyla Soleymani est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en dispositifs biomédicaux miniaturisés. Sa passion pour le monde miniature de la nanotechnologie et son intérêt pour la collaboration l’ont amenée à réaliser, avec des collègues de l’Université McMaster, des inventions de toutes sortes, dont des dispositifs de test rapide utilisant la salive de porc ou de détection des maladies, et une pellicule plastique qui repousse les agents pathogènes à la manière de gouttes d’eau sur une feuille de lotus.

Ce balado est uniquement disponible en anglais.

Temps d'écoute : 24 minutes et 58 secondes

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Illustration vectorielle comprenant un assortiment d'éléments liés à la recherche et à la communication, divisés par des formes rectangulaires rouges, blanches et bleues. Les mots "10 000 expérimentations" sont écrits en noir sur un fond blanc croche.
Vous souhaitez entendre d'autres histoires de curiosité, de persévérance et de réussite de la part de chercheurs et de chercheuses du Canada?

Animateur :

Bienvenue au balado de la Fondation canadienne pour l’innovation.

(Musique d’ouverture)

Animateur :

Bonjour et bienvenue à 10,000 Ways, un balado consacré à la curiosité de la communauté de la recherche, à la science de pointe et aux joies de la découverte.

Mme Soleymani :

Je m’appelle Leyla Soleymani, je suis professeure agrégée en ingénierie et en physique à l’École de génie biomédical de l’Université McMaster. Mes recherches portent sur les biocapteurs destinés aux points d’intervention et au dépistage rapide.

Animateur :

Le nom de ce balado signifie « 10 000 façons » et il est inspiré de Thomas Edison, qui n’aurait pas échoué, mais qui aurait trouvé 10 000 façons de faire qui ne fonctionnaient pas.

(Fin de la musique d’ouverture)

(Début d’un morceau de musique)

Mme Soleymani :

Je travaille sur le dépistage rapide, plus précisément sur ce qui qui ressemble à un glucomètre, mais qui peut faire bien plus. C’est un lecteur réutilisable fonctionnant avec des cartouches jetables.

Animateur :

La voix douce de Leyla Soleymani révèle son humilité naturelle. Mais détrompez-vous : ses recherches font du bruit. Elle s’est intéressée aux biocapteurs très tôt dans sa carrière. Le premier biocapteur portable et non invasif a été mis en marché en 2000. Le lecteur de glycémie GlucoWatch a été conçu pour aider les personnes diabétiques à mesurer leur taux de sucre ou de glucose dans le sang. Les biocapteurs ont considérablement évolué depuis, et Leyla se trouve maintenant à l’avant-garde des recherches dans ce domaine.

(Fin du morceau de musique)

Mme Soleymani :

Aujourd’hui, les gens comprennent l’importance des tests rapides,

(Début d’un morceau de musique)

car presque tout le monde en a déjà utilisé un pour la COVID-19.

Mais ce genre de tests peut avoir plein d’autres utilités : ils peuvent servir à surveiller un cancer ou une maladie cardiovasculaire. On peut aussi créer des capteurs corporels, soit des timbres qui permettent de vérifier des marqueurs d’intérêt et de faire un suivi de la santé des gens.

Par exemple, après une activité physique, certaines quantités de biomolécules dans le corps changent très rapidement. On ne peut donc pas vraiment étudier ces variations avec les outils actuels. Enfin c’est possible, mais difficile. Ces nouveaux outils changent tout.

Ces timbres qui surveillent la sueur pourraient pénétrer la peau à, disons, une profondeur ne dépassant pas un millimètre, et pourraient examiner le liquide interstitiel.

Nous avons conçu un grand nombre de tels outils in vitro, autrement dit extracorporels. Et nous en avons créé qui, selon nous, fonctionneront très bien avec des échantillons qui ne sont pas invasifs pour le corps.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

Leyla vient de mentionner quelques termes que vous ne connaissez peut-être pas. Par exemple,

(Début d’un morceau de musique)

Quant au « liquide interstitiel », il entoure les cellules et se compose d’eau, de sucres et de plusieurs autres choses. C’est dans ce liquide que se trouvent les biomarqueurs.

Un « biomarqueur » indique qu’un processus biologique se déroule normalement ou anormalement, ou que le corps présente un problème ou une maladie.

(Fin du morceau de musique)

Au début de l’entrevue, Leyla a effleuré le sujet des tests rapides et de la COVID-19. Actuellement, elle tente de mettre au point un nouveau type de test rapide, permettant d'identifier les bactéries et de diagnostiquer un mal habituellement tabou : les infections urinaires.

Ce sujet peut rendre mal à l’aise, mais les personnes âgées sont particulièrement susceptibles à ce type d’infection, et (peut-être vais-je vous apprendre quelque chose) ce problème de santé peut aussi jouer un rôle dans le développement de la démence. Je crois que vous en conviendrez : personne ne souhaite ça…

(Début d’un morceau de musique)

Animateur :

à ses proches.

Mme Soleymani :

Donc, si on veut déceler une infection urinaire, normalement il faut attendre des heures pour avoir les résultats des tests, parce qu’il faut faire une culture bactérienne. Mais avec un test rapide, on peut obtenir les résultats en quelques minutes.

Nous utilisons des dispositifs qui ressemblent à des glucomètres, donc ce sont des dispositifs électriques. Nous nous servons de puces, de puces informatiques, mais pour des applications biologiques. Nous utilisons ces puces pour effectuer nos mesures. Tous les signaux dont j’ai parlé sont détectés par exemple par un capteur hors du corps, qui sert d’interface avec le corps. C’est un lecteur de la taille d’une carte de crédit.

Animateur :

La passion de Leyla pour tout ce qui touche à l’ingénierie, à la miniaturisation et à la nanotechnologie n’a pas simplement surgi lors d’une journée « emmener vos enfants au travail » ou grâce à une personne influente, un ou une mentor, pendant son secondaire. Son parcours, tout à fait digne d’une ingénieure, fut plutôt très logique.

(Début d’un morceau de musique)

Ce fut d’ailleurs le côté pratique qui l’attira puis attisa sa passion.

Mme Soleymani :

Je pense que dans mon cas, tout s’est fait à l’envers. Je suis d’abord devenue ingénieure, puis je me suis rendu compte que j’aimais ce métier, parce que je crois bien qu’autour de moi, toutes mes connaissances étaient dans la profession. C’est pour ça que j’ai décidé de me lancer en ingénierie, mais aussi parce que j’étais bonne en mathématiques et en physique. Ça semblait aller de soi : quand on aime les mathématiques et la physique, alors on s’oriente vers le génie mécanique ou électrique. Puis, en ce qui me concerne, j’ai fait mon baccalauréat, et là, j’ai pris conscience que j’aimais vraiment les possibilités qui s’offraient à moi.

(Fin du morceau de musique)

Je crois que j’étais la première femme professeure de mon département, et je ne suis pas si vieille que ça : j’ai débuté il y a seulement dix ans. Il y a assurément des défis, mais je crois qu’aujourd’hui, il y a aussi des possibilités de changer les perceptions.

Animateur :

Derrière la réussite de chaque chercheur ou chercheuse, il y a généralement un mentor ou une mentore. Les raisons de Leyla derrière son choix de mentor au doctorat sont évidentes : travaillant à l’Université de Toronto, cette personne a été reconnue comme l’une des 40 Canadiennes et Canadiens de moins de 40 ans aux plus grandes réalisations. Elle fait partie des 100 plus grands innovateurs et innovatrices selon l’Institut de technologie du Massachusetts,

(Début d’un morceau de musique)

Animateur :

et a à son actif 50 brevets, rien de moins!

Mme Soleymani :

J’ai eu d’excellents mentors, notamment la professeure Shana Kelley, qui m’a vraiment aidée, je trouve, à atteindre mes objectifs durant mes études doctorales. Elle m’a réellement inspirée, car elle a également une carrière épatante. Elle a tout fait. Elle a été professeure, ainsi qu’une chercheuse hors pair, et l’est et le sera toujours en fait. Elle a démarré sa propre entreprise, plusieurs même. Et maintenant, nous nous concentrons à mettre en marché ces tests de dépistage rapide, or c’est elle qui a fait tout ça. En plus, elle venait d’avoir un enfant à l’époque. Je crois que mon inspiration vient de là : j’ai eu cette mentore et j’ai vu de près quelqu’un qui réussit à tout faire.

Ça semble cliché, mais cette inspiration m’aide vraiment chaque jour à aller de l’avant et à essayer de faire quelque chose qui changera le monde.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

Leyla affirme qu’à ses yeux, Shana semble « capable de tout faire », mais elle n’est pas en reste : on ne peut pas vraiment dire qu’elle reste assise les bras croisés au laboratoire à attendre une illumination.

Par exemple, Leyla et ses collègues de l’Université McMaster viennent d’annoncer la création d’une « nouvelle forme de test rapide servant à détecter des infections parmi les animaux de ferme, en réponse à la menace grandissante que représentent les éclosions dangereuses », surtout chez le porc.

[Accent campagnard] « Cette nanotechnologie peut, avec un simple petit échantillon de crachat de porc »… ou de salive, déceler les marqueurs chimiques d’infection. Pour bien apprécier l’importance de cette découverte, imaginez-vous ce que serait votre festival de la côte levée préféré, sans côtes levées…

ou, plus sérieusement, les conséquences potentielles de la maladie sur 7600 éleveurs et éleveuses de porcs du Canada.

(Fin du morceau de musique)

Cette découverte ne laisse qu’entrevoir l’esprit novateur de Leyla. Prenons par exemple, la découverte d’un produit que son équipe a nommé « RepelWrap » (l'enveloppe repoussante). Ce matériau est superhydrophobe, « hydro » signifiant « eau » et « phobe », aversion. Ainsi, comme sur les feuilles d’une plante, les gouttes de pluie y perlent

(Début d’un morceau de musique)

Animateur :

et glissent.

Mme Soleymani :

C’est intéressant, parce que quand vous m’avez demandé ce que je fais, je n’ai même pas parlé de RepelWrap (l'enveloppe repoussante).

J’ai plutôt parlé de la plupart des travaux de dépistage que nous faisons, même si, comme vous le savez, RepelWrap (l'enveloppe repoussante) a fait les manchettes. En fait, RepelWrap (l'enveloppe repoussante) est un film plastique qui repousse les contaminants, qu’il s’agisse de liquides ou de pathogènes comme des bactéries ou des virus.

Nous avons démarré une entreprise, et le premier produit offert sera un enduit destiné à ce qu’on appelle les surfaces fréquemment touchées, soit des surfaces qui, tout au long de la journée, se font toucher par des tonnes de gens et peuvent être une source de transmission de maladies infectieuses.

Nos prochains produits seront par exemple des tubes médicaux, ou des dispositifs médicaux, devant demeurer propres à l’intérieur et même à l’extérieur du corps.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

L’un des problèmes avec les premiers modèles de capteurs, c’est que les appareils décelaient les molécules visées, mais aussi des protéines indésirables, qui bouchaient les minuscules points de détection. Pour améliorer l’efficacité, l’équipe de recherche devait trouver un moyen de contrer ces protéines problématiques qu’elle surnommait « encrassement biologique ».

Leur solution, RepelWrap (l'enveloppe repoussante), est le résultat d’un effort collectifLeyla a travaillé avec des scientifiques comme Tohid Didar, un collaborateur de confiance depuis de très nombreuses années. Ted Sargent, professeur en nanotechnologies diplômé de l’Université de Toronto, est source constante d’encouragement et de motivation, mais les étudiantes et étudiants de l’Université McMaster que Leyla prend sous son aile apportent une contribution continue tout aussi importante

(Début d’un morceau de musique)

Animateur :

en fournissant à parts égales transpiration et inspiration.

Mme Soleymani :

À mes yeux, je dois beaucoup à ma collaboration avec des étudiantes et étudiants talentueux : il leur vient des idées formidables. Et ce qu’il y a de bien avec ce travail, c’est qu’on peut réellement concrétiser nos idées, on n’a pas vraiment à se soucier de savoir si le projet entre dans des cases… on peut sortir des sentiers battus.

Il n’est pas nécessaire de tout prévoir dès le début : on peut explorer, expérimenter, faire des découvertes sans savoir exactement à quoi elles serviront. Nul besoin d’intégrer l’idée à la gamme de produits d’une entreprise.

Dès le départ, on peut explorer et faire preuve de créativité. On peut en quelque sorte se laisser guider par sa curiosité et se concentrer réellement sur l’aspect créatif de l’ingénierie, beaucoup plus que ce que les gens pensent.

En effet, on associe beaucoup l’ingénierie par exemple à la construction et à l’assemblage de choses, mais c’est bien plus que ça. Je la vois davantage comme un processus de conception et de création. Si un membre de la communauté scientifique veut réellement changer les choses, il doit inévitablement faire preuve d’imagination et se dire : « OK, on veut aller du point A au point B, et on veut faire telle chose. Voici comment toutes les autres personnes procèdent. Mais il faut réellement faire une percée pour procéder plus vite, pour réduire le coût, pour améliorer la stabilité, pour faire ceci ou cela. »

Parfois, tout ce qu’il faut, c’est se détacher de ce que font les autres et juste trouver une nouvelle façon de faire créative.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

Notre balado « 10,000 Ways » tient son nom d’une citation ou d’un concept attribué au prolifique inventeur américain Thomas Edison. Peut-être parlait-il d’ampoules ou de batteries. Si le domaine exact de recherche demeure incertain, une chose est sûre : Edison a continué de persévérer et d’expérimenter bien après le stade où d’autres auraient conclu à un échec.

Mme Soleymani :

Dans la communauté scientifique, on vit beaucoup de rejet, n’est-ce pas?

On se réveille et on trouve dans sa boîte de messagerie une lettre de rejet d’un journal ou pour une subvention ou un prix.

(Début d’un morceau de musique)

J’essaie donc de garder à l’esprit le fait qu’il s’agit d’un cycle. Il suffit de traverser cette période d’échec pour atteindre ce qu’on appelle la réussite. Mais je crois qu’avec une perspective annuelle ou à long terme, disons sur une dizaine d’années, en rétrospective, on peut sentir qu’en moyenne, le ratio échec/réussite n’est pas zéro. La moyenne est supérieure à zéro. On fait d’importantes contributions et dans l’ensemble, on a du succès. Mais je crois qu’il est difficile de composer avec ces périodes d’échec. Et j’ai eu beaucoup d’excellents mentors qui m’ont dit qu’ils n’arrivaient juste pas à accomplir ce qu’ils voulaient, qu’ils n’arrivaient pas à financer leurs projets de recherche. Ils ont toujours été là pour me rappeler simplement qu’eux aussi ont des périodes d’échec.

Et ça me rappelle constamment que ces personnes sont ma source d’inspiration, mes mentors. S’ils sont passés par là et qu’ils rencontrent dans l’ensemble un tel succès, alors moi aussi je dois juste passer au travers de cette épreuve.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

Un jour ou l’autre, on peut se demander : « De quoi est-ce que je veux que les gens se souviennent de moi? Quel legs est-ce que je souhaite laisser? Un morceau? » Ces questions sont difficiles, mais elles ouvrent la porte à une quantité infinie de possibilités très personnelles. L’une des choses que Leyla souhaite, c’est la reconnaissance de ses pairs.

Mme Soleymani :

En tant que scientifique. Et laissez-moi vous dire que nous rédigeons plein d’articles, et c’est génial.

Nous voulons publier, publier d’excellents articles que les gens vont lire. Et c’est ce que nous faisons. Mais je pense qu’une chose que j’aimerais sincèrement, comme legs, c’est de pouvoir pointer quelque chose, disons un produit ou une réalité, et dire que j’ai travaillé là-dessus, que je l’ai créé. Un produit qui serait connu de tous. Alors j’espère qu’il y aura un produit commercial dont je pourrai me targuer d’être la créatrice.

Quand nous avons publié notre premier article sur RepelWrap (l'enveloppe repoussante) et que la nouvelle a circulé… Vous savez, c’était la première fois que des gens de tant de secteurs différents m’écrivaient et voulaient acheter un produit. Nous en étions à l’étape de la validation de principe, et nous recevions des demandes des secteurs de l’hébergement, du transport, de l’agriculture, des hôpitaux, alouette.

Ils m’envoyaient des messages pour me dire : « Nous aimerions acheter ce produit. Où pouvons-nous nous le procurer? » Et c’est à ce moment que j’ai su que ce produit répondait à un besoin.

Et vous savez, peut-être que c’est ça, le produit que je voudrais laisser comme legs.

(Début d’un morceau de musique)

Animateur :

Il y a de cela très longtemps, il existait un groupe d’auteurs qui se désignait sous le nom d’« Inklings ». Peut-être avez-vous déjà entendu parler de certains d’entre eux, comme J. R. R. Tolkien ou C. S. Lewis. Ce qui rendait ce groupe unique, c’est que ses membres se réunissaient une fois par semaine, lisaient certaines de leurs nouvelles œuvres, puis les examinaient en groupe.

(Fin du morceau de musique)

Il s’avère que « Le seigneur des anneaux » n’était pas le fruit de l’imagination d’un introverti seul dans son coin : c’était un travail d’équipe. Un effort collectif où la somme était supérieure aux contributions individuelles.

(Début d’un morceau de musique)

Leyla embrasse elle aussi cette philosophie de collaboration augmentée.

Mme Soleymani :

Je crois que ça ne me vient pas forcément naturellement, mais c’est quelque chose que j’ai appris à faire ces dernières années : collaborer efficacement avec d’autres scientifiques. Je pense que j’ai mis beaucoup de temps à l’apprendre, à trouver des gens avec qui je peux travailler de manière créative. Nos expertises se complètent, et ensemble, un plus un n’égale plus deux : nos efforts combinés valent plus que la somme réelle de nos contributions.

Je crois que c’est quelque chose que j’ai appris : à m’entourer d’excellents collaborateurs, à gagner leur respect, à les respecter et à travailler ensemble. J’ai l’impression que nous prenons plaisir à cette collaboration, qui est aussi très importante. Je crois que ça m’a grandement aidée ces dernières années à faire des recherches de grande qualité, et à essayer d’être… de me démarquer, je suppose.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

Réussite. À vos yeux, qu’est-ce que la réussite?

(Début d’un morceau de musique)

Animateur :

Voici ce qu’il en est pour Leyla.

Mme Soleymani :

C’est difficile pour moi de définir ma réussite selon ma propre perspective, et non celle des autres. En ce moment, je crois que je considère que ma réussite correspond à celle de mes étudiantes et étudiants.

Je mesure réellement ma réussite à la hauteur de la leur : quand je forme des étudiantes et étudiants qui se lancent dans l’enseignement et créent leurs propres laboratoires, ou quand des entreprises de biotechnologies se les arrachent.

Ils font vraiment des choses qui changent la donne, se lancent dans l’entrepreneuriat. Je pense que je mesure ma réussite en fonction de ma contribution, si je sens que je les ai bien formés, et c’est vraiment quelque chose dont je tire fierté dans ma carrière.

(Fin du morceau de musique)

Animateur :

La contribution de Leyla à la formation de jeunes chercheurs et chercheuses n'est pas son unique source de fierté. Ses découvertes et les produits qu'elle a contribué à créer laisseront leur propre marque dans l'histoire. 

En 2020, elle a remporté le concours Design Create the Future, parrainé par le magazine Tech Briefs, contre plus de 700 autres adversaires en provenance d'une soixantaine de pays.

Sa texture imite en grande partie la feuille de lotus; en revanche, ce produit ne repousse pas juste l’eau, mais à peu près tout. Ajoutez quelques ondulations au film et une petite couche de chimie sur le dessus, et vous obtenez une matière qui ne retient à peu près rien.

(Début d’un morceau de musique)

Ce qu’il faut toutefois retenir de l’épisode d’aujourd’hui, c’est l’importance de la collaboration.

J. R. R. Tolkien, C. S. Lewis et 17 de leurs pairs se sont réunis chaque semaine pendant des dizaines d’années pour concourir à la création d’œuvres littéraires dont le tout était supérieur à la somme des contributions individuelles. La contribution de Leyla à la formation de jeunes chercheurs et chercheuses n'est pas son unique source de fierté. Ses découvertes et les produits qu'elle a contribué à créer laisseront leur propre marque dans l'histoire.

Pour conclure, penchons-nous un peu sur le cas de Joseph Henry, un physicien américain qui s’intéressait à l’électricité. Il résume d’une seule phrase le pouvoir de la persévérance, de la collaboration et des possibilités qu’apporte le hasard :

« Les idées à l’origine de grandes découvertes volettent constamment en l’air, mais elles ne prennent racine que dans les esprits de celles et ceux qui sont bien préparés pour les accueillir. »

(Fin du morceau de musique)

(La musique s’estompe)

Le balado 10,000 Ways est produit dans les studios de la Fondation canadienne pour l’innovation.

La FCI est un organisme à but non lucratif qui investit dans l’infrastructure de recherche des universités, des collèges, des hôpitaux de recherche et des établissements de recherche à but non lucratif du Canada.

En 2022, la FCI fête son 25e anniversaire. En 25 ans, elle a versé plus de 9 milliards de dollars pour financer plus de 12 000 projets.

Si vous voulez en savoir plus sur la FCI, rendez-vous à innovation point c. a.

Ici Greg Pilsworth. Merci d’avoir été à l’écoute. À la prochaine!

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RepelWrap (l'enveloppe repoussante) fonctionne à l’aide d’une surface autonettoyante calibrée au microscope pour éliminer tout ce qui entre en contact avec elle, jusqu’à l’échelle des virus et des bactéries.

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Lisez l’article deTech Briefs sur le célèbre RepelWrap (l'enveloppe repoussante) (en anglais seulement)