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L’avenir du laboratoire : Une mutation aux 100 visages

ENJEU | PERFORMANCE TECHNOLOGIQUE | épisode #2 | par Guénolé Carré | 06 Juillet 2021

Par le passé comme de nos jours, les laboratoires ont toujours été à l’avant-garde du progrès technologique. De ce fait, leur équipement qui a sans cesse évolué au gré des progrès des sciences et des techniques atteint aujourd’hui une complexité inédite. Cette sophistication fascine tout autant qu’elle soulève des problématiques inédites. De quoi sera fait le laboratoire de demain ? Quelques éléments de réponse.

Depuis des siècles, le laboratoire fait figure d’antichambre du progrès technologique. À la fois créateurs et premiers bénéficiaires des avancées de la technique, ces derniers ont toujours su s’adapter pour en rester à la pointe. Il suffit pour s’en convaincre de jeter un œil sur la photographie d’un établissement de recherche des années 1900 pour se rendre compte de ce qui a été accompli jusqu’à nos jours ; tout en songeant rêveur, à tout ce qui pourrait l’être d’ici à la fin de notre siècle.

Depuis 1909, l’institut Curie est aux avant-postes de ce continuum. Ayant servi de modèle aux autres centres régionaux de lutte contre le cancer répartis sur le territoire national, la structure occupe aujourd’hui une place d’excellence au sein de la recherche mondiale contre cette maladie.

 « Quand on comprend mieux le vivant, on comprend mieux la cancérogenèse » nous confie Amaury Martin, directeur de la valorisation et des partenariats industriels à l’institut. Selon lui, la recherche biologique sur des processus autres que le cancer telle que parfois menée au sein de l’établissement ne peut que contribuer à une meilleure prise en charge ce ceux-ci.

Passé des plaques radiographiques à la tomographie par émission de positons, des coupes histologiques aux modèles 3D, l’institut Curie peut aujourd’hui s’appuyer sur un matériel de pointe tant dans les recherches qu’elle mène que dans les soins prodigués aux patients.

Parmi les acquisitions notables de l’institut – qui fut d’ailleurs l’une des premières organisations en France à s’équiper d’un séquenceur ADN – on serait volontiers tenté d’évoquer son synchrocyclotron utilisé pour la radiothérapie de haute énergie et qui constitue l’un des trois seuls exemplaires de cette machine actuellement en activité en France. Du côté de l’imagerie médicale, l’institut a fait l’acquisition en 2018 un appareil de tomographie par émission de positons entièrement numérique, le premier de son genre en ile de France et l’un des seuls du territoire.

Cependant, Amaury Martin tempère un éventuel enthousiasme technologiste : la performance des outils n’est selon lui que l’un des quatre piliers qui permettent à l’institut Curie de conserver son niveau. L’exigence d’un recrutement qui permet de s’entourer des meilleurs chercheurs, l’ouverture sur le monde avec la présence de nombreux personnels étranger et la capacité à mêler recherche et soins en une seule entité sont également selon lui les facteurs clés de la bonne marche de l’institution.

Dans les années 1980, certains chercheurs planchaient déjà sur l’idée d’un laboratoire automatique

Au-delà des spécificités de son domaine d’étude et de son statut, l’usage par l’institut Curie d’un matériel récent n’en est pas moins révélateur d’une réalité commune à tous les centres de recherche ou d’analyse. Que ce soit pour s’adapter aux nouvelles exigences d’une loi qui imposerait des analyses plus précises et spécifiques, pour gérer un nombre croissant d’échantillons, ou tout simplement pour ne pas être dépassé par la concurrence, le monde du laboratoire est en effet soumis à une course continuelle à l’efficience.

Faire plus, plus vite et plus précis semblent être les maitres mots de la demande actuelle. Au sein des laboratoires, l’automatisation pourrait apporter un certain nombre de solutions à ce problème. Dans les années 1980, certains chercheurs comme Masahide Sasaki planchaient déjà sur cette idée. Ce dernier impulsa la mise au point du premier laboratoire autonome au sein de l’École de médecine de Kochin au Japon. Depuis les premières tentatives de ces pionniers jusqu’à nos jours, la robotisation des laboratoires n’a cessé de devenir une chose de plus en plus concrète.  

Aboutissement final de cette tendance, l’automatisation totale de certaines analyses médicales complexes et la capacité de ces chaines à traiter un très grand nombre d’échantillons fait entrevoir la place que pourraient prendre ces « techniciens robots » dans un avenir proche. Ainsi dans notre pays, un certain nombre de prélèvements biologiques passent désormais entre les « mains » de ces automates pour être analysés. Sur le tapis roulant d’une chaine d’analyse bactérienne, les boîtes de Pétri filent à vive allure, sans cesse orientées au gré de leur code-barre vers telle ou telle zone de culture. En fin de chaîne, un appareil photo prend un cliché de chaque boîte à très haute résolution. Seule intervention humaine, un biologiste analyse les clichés pour identifier la souche recherchée.

Quel intérêt à tant de complexité pourrait on se demander ? Justifie-elle son prix d’investissement ? Pour le patient en tout cas, les bénéfices reposeraient en une plus grande rapidité de diagnostic ainsi qu’une fiabilité accrue. Des qualités appréciables pour traiter des patients dont l’état nécessite une réponse thérapeutique rapide et adaptée.

Cependant, le matériel de laboratoire coute cher et de certaines structures ne peuvent tout simplement pas se permettre d’investir dans un nouvel équipement. Pour pallier à ce problème, l’avenir pourrait appartenir être aux laboratoires « virtuels ». Ces dix dernières années, cette offre d’un nouveau genre a fait son apparition, se proposant de réaliser des expériences à distance, pour le compte de chercheurs. Ces derniers n’ont plus qu’à expédier leurs échantillons au laboratoire et à entrer via une application dédiée les détails des analyses qu’ils veulent lui faire subir. Les résultats leur seront par la suite communiqués. Largement automatisées, les plateformes de ces prestataires sont à même de réaliser un grand nombre d’expériences simultanément.

Coller aux besoins des clients est une priorité pour les fournisseurs de laboratoire. Afin de répondre le mieux possible aux exigences des acheteurs tout en obtenant un feedback sur l’usage de leurs produits, certains constructeurs s’investissent, aux côtés de leurs clients à l’élaboration de solutions adaptées. Ainsi, au « Nikon imaging center » de l’institut Curie les chercheurs peuvent profiter de matériel de microscopie optique de pointe mis gracieusement à disposition par la société japonaise. L’institut aura par la suite la possibilité d’acheter ce matériel. Cette solution a déjà séduit 10 centres de recherche à travers le monde dont la prestigieuse université d’Harvard.

Dans la même optique, l’institut Curie s’est en 2018 engagé dans un partenariat avec la société Philips dans une optique d’amélioration des diagnostics et du traitement des patients. Cette alliance dans laquelle chacun des deux partis a investi la somme de 250 000€ faisant suite à l’acquisition par l’institut de leur tout nouvel appareil d’imagerie par émission de positons, conçu par la société néerlandaise.

« Il y a aujourd’hui une irruption de nouveaux acteurs ».

Enfin, l’innovation peut également surgir de là où on ne l’attendrait pas nécessairement, c’est-à-dire des laboratoires eux-mêmes. L’institut Curie peut ainsi s’enorgueillir d’avoir donné naissance à 27 start-ups dont 10 depuis 2016. Au rang de celles-ci, on retrouve Avatar Medical qui porte comme ambition de faire entrer l’imagerie médicale dans l’ère de la réalité virtuelle. Équipé d’un casque immersif, le chirurgien peut désormais grâce à une modélisation en trois dimensions se faire une représentation précise de la forme et la localisation d’une tumeur avant de l’opérer.

À l’image de ce qui se passe dans un quotidien toujours plus connecté, les évolutions technologiques dans les laboratoires sont aujourd’hui largement placées sous le signe du numérique. Corollaire à l’augmentation toujours croissante des performances des outils d’analyse, la quantité d’informations à traiter, stocker et transférer à travers le monde s’accroît sans cesse. Par ce fait, le monde du digital a acquis une place de premier plan au sein des laboratoires. De l’aveu même d’Amaury Martin : « il y a aujourd’hui une irruption de nouveaux acteurs ». Aux côtés des fabricants de hottes, de pipettes ou de matériel d’imagerie de pointe, il faudra désormais aussi compter avec les sociétés informatiques. Que ce soit pour des infrastructures ou pour les solutions logicielles, le besoin est aujourd’hui global. De par les opportunités qu’il ouvre, le virage de la digitalisation semble être la condition sine qua non à l’évolution du laboratoire.

En rapide évolution, ce processus ne va pas sans soulever un certain nombre de questions et induire des problématiques inédites concernant la mise en place de ces nouveaux outils. Du monde de la recherche à celui de l’analyse médicale, il est fort à parier que les défis posés par cette intégration constitueront pour encore de nombreuses années un axe majeur et structurant du processus de transformation qui engendrera le laboratoire de demain.