L'appel à projets attribuant la subvention du Programme de soutien à la recherche María del Carmen Betancourt y Molina de l'Agence des îles Canaries pour la recherche, l'innovation et la société de l'information a été récemment publié. Cet appel a retenu sept projets de recherche appliquée de l'Université de La Laguna, portant sur des thématiques telles que l'économie bleue, le développement de l'intelligence artificielle pour le diagnostic médical, les innovations en matière de durabilité biomédicale et les industries émergentes. Avec un taux de réussite de 701 %, les projets de cet établissement d'enseignement supérieur recevront plus de 1 150 000 € de subventions et seront mis en œuvre entre 2024 et 2026. Examinons-les de plus près.
Capteurs optiques
Ulises Ruymán Rodríguez.
Le projet intitulé ‘ Matériaux fonctionnels optiquement actifs pour applications de capteurs en conditions extrêmes. Corrélation entre propriétés structurales et optiques ’ a pour chercheur principal (PI) Ulises R. Rodríguez, du groupe de recherche Spectroscopie laser et hautes pressions de l'Université de La Laguna, spécialisée dans l'étude de la spectroscopie optique.
Ce groupe étudie l'interaction entre le rayonnement et la matière sur l'ensemble du spectre électromagnétique, de 200 nanomètres (ultraviolet) à 3000 nanomètres (proche infrarouge), dans le but de caractériser optiquement divers matériaux utilisés en photonique (LED, OLED, etc.), dans les cellules photovoltaïques, les capteurs optiques et d'autres domaines. À cette fin, il propose la synthèse de matériaux tels que des nanocristaux et des polymères de coordination dopés aux ions de métaux de transition et de terres rares afin de caractériser leurs propriétés optiques, notamment l'absorption et la luminescence.
L'un des atouts du groupe réside dans sa capacité à étudier ces propriétés dans des conditions de pression et de température extrêmes. Il fait partie des rares équipes en Espagne capables de combiner ces deux variables thermodynamiques, avec une gamme de pressions allant de la pression ambiante à environ 500 000 atmosphères (50 GPa) grâce à des cellules à enclumes de diamant, et une gamme de températures de 15 K à 600 K. De plus, la caractérisation structurale à haute pression par diffraction des rayons X permet de corréler les propriétés structurales et optiques.
Ce projet porte sur la conception de capteurs optiques à base de matériaux luminescents sensibles à la pression et à la température, avec des applications dans divers environnements, notamment pour le contrôle des procédés industriels. Selon Rodríguez, la maîtrise de ces variables permet une meilleure compréhension du comportement des matériaux dans différentes conditions et facilite la synthèse de matériaux aux propriétés prédéfinies.
Il s'agit d'un projet multidisciplinaire impliquant sept professeurs : deux du département de chimie et cinq du département de physique de l'Université de La Laguna. La collaboration couvre l'ensemble du processus, de la synthèse des matériaux à leur caractérisation optique et structurale. Les chercheurs du département de chimie sont responsables de la synthèse et de l'optimisation des matériaux, tandis que ceux du département de physique se concentrent sur leur caractérisation optique et structurale. Le projet inclut également la participation de Javier González, González, chercheur au département de physique, sera responsable de la caractérisation structurale à haute pression et du développement d'un logiciel pour la détermination des équations d'état. Il dirige le service de diffraction des rayons X de l'Université de La Laguna depuis de nombreuses années.
Modification des matériaux à l'échelle nanométrique
En revanche, ‘ Surfaces biomimétiques d'oxyde de zinc nanostructurées et fonctionnalisées chimiquement pour la production d'espèces réactives de l'oxygène ’ est le titre de l'ouvrage qui a
Miriam Candelaria Rodríguez.
comme IP à Miriam Candelaria Rodríguez, du groupe de Nanoscopies, surfaces et électrochimie moléculaire Issu de l'Université de La Laguna, ce groupe axe ses recherches sur la modification des matériaux à l'échelle nanométrique. Dans ce contexte, le projet propose de modifier des surfaces d'acier en appliquant d'abord une couche métallique nanostructurée d'oxyde de zinc, à laquelle seront ensuite incorporées des molécules favorisant la génération d'espèces réactives de l'oxygène.
La prolifération bactérienne sur les matériaux chirurgicaux et les prothèses est devenue de plus en plus fréquente, posant un problème complexe en raison de la résistance des bactéries aux médicaments. Une stratégie qui a suscité l'intérêt de notre équipe consiste à prévenir la croissance bactérienne grâce à une surface nanostructurée (ici, de l'oxyde de zinc) composée d'un ensemble de piliers qui isolent les bactéries, empêchant ainsi la formation de biofilm. De plus, notre équipe vise à éliminer les bactéries en générant des espèces réactives de l'oxygène, ce qui empêche également la formation de biofilm à la surface.
Concernant les phases du projet, d'un point de vue chimique, le groupe se concentre sur trois étapes clés : la préparation de surface, la synthèse du composé qui générera l'activité souhaitée et l'évaluation du matériau à l'aide de bactéries. Un acier conventionnel sera comparé à un acier à surface modifiée afin de déterminer si la plupart des bactéries qui s'accumulent sur le matériau ont été éliminées.
L'application de ces travaux devrait s'inscrire dans le long terme, l'objectif étant de modifier les biomatériaux utilisés dans les prothèses et les instruments chirurgicaux. L'avantage de ce procédé, basé sur des méthodes chimiques et d'électrodéposition, réside dans la possibilité de fonctionnaliser pratiquement n'importe quel métal, ce qui permettrait de réaliser des économies substantielles sur le remplacement des prothèses et du matériel chirurgical.
Éléments traces dans l'environnement du volcan La Palma
Ange José Gutierrez.
Un autre projet sélectionné dans le cadre de cet appel à projets s'intitule “ Effet de l'éruption volcanique de La Palma sur le suivi des éléments traces dans la zone intertidale et l'évaluation de la sécurité des espèces d'intérêt humain ”, dont le chercheur principal est : Angel José Gutierrez, du groupe interuniversitaire de Toxicologie environnementale et sécurité des aliments et des médicaments de l'Université de La Laguna.
L’objectif principal de cette recherche, menée suite à la fin de l’éruption volcanique de La Palma qui a débuté en 2021, est de vérifier la présence d’éléments traces dans l’environnement, en portant une attention particulière aux espèces de poissons d’importance commerciale qui vivent dans la zone intertidale. Il s’agit de déterminer la quantité de ces éléments, notamment de métaux lourds toxiques comme le plomb, qui pourraient être transférés à la population par la consommation de poisson.
Le projet prévoit un échantillonnage dans six zones d'étude. Deux zones directement touchées par l'éruption, situées dans et autour de la nouvelle coulée de lave, seront analysées ; deux zones d'influence moyenne, situées à environ sept kilomètres de part et d'autre de l'île, par rapport à la zone où l'éruption a atteint la mer et formé la coulée de lave ; et une zone à faible impact, à environ 15 kilomètres du point où la lave a atteint la mer.
Deux campagnes d'échantillonnage annuelles seront menées pendant deux ans, portant sur les espèces animales et végétales, ainsi que sur les espèces d'intérêt pour la pêche commerciale, en collaboration avec les pêcheurs locaux. L'objectif est de déterminer la concentration d'oligo-éléments dans le biote et d'évaluer le risque potentiel pour la population lié à la consommation de ces produits. Gutiérrez déclare : “ Nous voulons garantir la sécurité de la consommation de poisson de La Palma et, le cas échéant, mettre en place des contrôles et des recommandations concernant les quantités à consommer, les espèces recommandées et d'autres aspects importants. ”.
Nanoparticules magnétiques pour le développement de matériaux fonctionnels
‘Le projet ’ MAGBIO », intitulé « Développement de plateformes magnétiques ajustables pour des applications biomédicales en biodétection et comme agent de contraste en imagerie par résonance magnétique », vise à concevoir
María López et Pedro A. Salazar.
des matériaux fonctionnels à base de nanoparticules magnétiques. Ces nanoparticules ont suscité un intérêt considérable dans de nombreux domaines tels que le stockage de données, la biodétection, la catalyse, la bioremédiation, la stimulation neuronale, l'administration de médicaments et le diagnostic clinique, et offrent de nombreuses possibilités pour la conception de surfaces biocompatibles et biomimétiques destinées à des applications en biodétection et en bio-imagerie biomédicales.
La propriété intellectuelle du projet, Pedro Ángel Salazar, appartenant au groupe de recherche Laboratoire des capteurs, biocapteurs et matériaux avancés Le département de médecine physique et de pharmacologie indique qu'à l'issue de cette phase initiale, divers développements seront entrepris, tirant parti des modifications et ajustements ultérieurs apportés aux dispositifs. Une application de ce projet concernera l'électrochimie, dans le but de détecter des analytes d'intérêt, tandis qu'une autre consistera à modifier ces nanoparticules avec des couches de silice poreuses afin de les charger en médicaments et de produire une libération pharmacologique, un procédé qui pourrait trouver des applications dans le traitement du cancer.
Une troisième application consistera à utiliser ces nanoparticules magnétiques comme agents de contraste en imagerie par résonance magnétique nucléaire. La synthèse de ces matériaux fera appel à des méthodes de précipitation chimique, mais aussi à des magnétoparticules biosynthétisées, biocompatibles et facilement fonctionnalisables, comme l'a souligné le chercheur du département de physique. Paul Soto, co-responsable du projet. MAGBIO est structuré comme un projet multidisciplinaire, puisqu'il bénéficie de la participation de chercheurs du Département de médecine physique et de pharmacologie, de physique, de chimie inorganique et de chimie physique de l'Université de La Laguna, ainsi que de collaborateurs de l'Université d'Aix-Marseille, en France.
Molécules bioactives dans les microalgues
Javier Fernández.
Par ailleurs, le projet BIMICMAR, ‘ Bioprospection du microbiome marin par le biais d'alternatives durables pour la lutte contre les maladies dans le secteur primaire (agriculture et aquaculture) ’, est dirigé par les PI José Javier Fernández, de la Institut universitaire des sciences bio-organiques Antonio González (IUBO AG) et Ana Raquel Díaz, de l'Institut des produits naturels et d'agrobiologie (IPNA) du CSIC. Ce projet vise à étudier les microalgues et les bactéries en vue d'isoler et d'identifier des molécules bioactives à haute valeur ajoutée ayant des applications en agriculture, en aquaculture ou en sécurité alimentaire.
La biotechnologie des microalgues peut être considérée comme la pierre angulaire de la biotechnologie bleue. Cependant, les bioprocédés à base de microalgues pour la production de métabolites secondaires et de composés bioactifs d'intérêt sont encore en développement. Ceci contraste avec l'importance biotechnologique des espèces produisant des substances bioactives, qui pourraient avoir des applications intéressantes dans les industries agroalimentaire, aquacole et pharmaceutique. Les résultats attendus de ce projet pourraient contribuer à réduire la forte pression chimique dans la production alimentaire intensive et à limiter l'émergence de pathogènes résistants aux médicaments.
Les chercheurs du projet BIMICMAR s'intéressent à la découverte de substances bioactives issues du microbiote marin qui pourraient être utiles pour traiter les agents pathogènes en primaire. Le projet adopte une stratégie multidisciplinaire et comprendra un second volet, dans le cadre duquel ils collaboreront avec des chercheurs de… Institut des maladies tropicales et de la santé publique des îles Canaries et le groupe de recherche BIOLAB Ce projet, qui a reçu l'une des subventions les plus importantes de cet appel à propositions, implique des chercheurs des départements de chimie, de chimie organique et du Service général de soutien à la recherche (SEGAI) de l'Université de La Laguna.
L'IA au service du diagnostic précoce
‘ Vers une stratégie collaborative pour le diagnostic du glaucome grâce à l'apprentissage profond explicable ’ est le titre du projet, dont le chercheur principal est Silvia Alayón, appartenant à Groupe d'analyse d'images médicales, qui fait partie du département d'ingénierie informatique et des systèmes de l'université de La Laguna.
Ce projet est le fruit d'une étroite collaboration avec des chercheurs du service d'ophtalmologie du CHU des îles Canaries, dans le but d'améliorer les techniques pour
Silvia Alayón.
Diagnostic précoce du glaucome grâce à l'apprentissage profond.
Le glaucome est une maladie dégénérative chronique du nerf optique et la principale cause de cécité irréversible dans les pays développés. Difficile à détecter à un stade précoce en raison de son caractère asymptomatique, il est parfois qualifié de « cécité silencieuse ». On estimait à environ 76 millions le nombre de personnes atteintes de glaucome en 2020, et ce chiffre devrait atteindre 112 millions d'ici 2040. Ce projet vise à fournir aux spécialistes un outil supplémentaire pour les aider dans cette tâche.
Ce projet vise à créer un service collaboratif réunissant des spécialistes de différents établissements médicaux espagnols, grâce à un système d'intelligence artificielle développé pour l'évaluation des cas potentiels de glaucome. Pour ce faire, le système sera entraîné à l'aide d'ensembles de rétinographies (photographies du fond d'œil) afin de permettre un diagnostic automatique, quelle que soit la source de l'image. De plus, le projet prévoit que ce système fournira non seulement le diagnostic, mais informera également le médecin spécialiste qui l'utilise des éléments ayant conduit à ce diagnostic, dotant ainsi ce système d'apprentissage profond de capacités explicatives.
Ce projet s'inscrit dans le cadre d'une étude à long terme ayant abouti à la création d'une application web fournissant des données de probabilité diagnostique à partir d'images rétiniennes issues du Centre Hospitalier Universitaire des Îles Canaries. L'objectif principal du projet est de permettre aux spécialistes de différents établissements d'utiliser cette application d'aide au diagnostic de manière autonome, en téléchargeant dans le système des images acquises avec leur propre matériel.
Pathogènes chez les petits mammifères
Pilar Foronda.
Le projet de recherche ‘ Étude des pathogènes émergents chez les micromammifères des îles espagnoles ’ est dirigé par le chercheur Pilar Foronda, appartenant au groupe de Recherche en parasitologie, de la Institut universitaire des maladies tropicales et de santé publique des îles Canaries. L’objectif de ce projet est l’analyse des agents pathogènes zoonotiques, c’est-à-dire des bactéries, des virus ou des parasites susceptibles de provoquer des maladies chez les animaux et les humains, et l’évaluation de leur présence sur ces territoires insulaires.
Le projet porte sur l'étude des agents pathogènes présents sur les îles espagnoles, et trois espèces ont été sélectionnées. D'une part, Angiostrongylus cantonensis, Un nématode parasite peu connu, récemment détecté en Espagne et susceptible de provoquer une méningite à éosinophiles chez l'homme et l'animal, fera l'objet d'études. Les zones de sa présence seront identifiées grâce à l'utilisation d'hôtes parasites communs et d'espèces sentinelles. Par ailleurs, une variante d'alpha-coronavirus appelée coronavirus murin, présente chez les rongeurs et affectant leur foie, sera étudiée. Enfin, la présence de Leptospira, un genre de bactéries retrouvées dans l'urine de certains animaux comme les rats et les souris, sera recherchée chez les espèces locales.
La première phase du projet consistera à collecter des échantillons sur quatre îles Canaries (Tenerife, Gran Canaria, La Gomera et La Palma), ainsi que sur deux îles Baléares (Ibiza et Minorque). Ces échantillons seront ensuite étudiés afin de réaliser des analyses moléculaires et statistiques, permettant ainsi de déterminer plus précisément les zones de présence de ces pathogènes dans l'archipel espagnol. La phase finale comprendra d'importantes campagnes de sensibilisation du public afin d'informer la population sur la prévalence locale de chaque espèce et les mesures à prendre. Il s'agit donc d'un projet multidisciplinaire auquel collaborent des chercheurs de l'Université de Las Palmas de Gran Canaria, de l'Université de Barcelone et de l'Université des Îles Baléares.
Les subventions de Programme de soutien à la recherche Le projet María del Carmen Betancourt y Molina, soutenu par le Ministère des Universités, de la Science et de l'Innovation et de la Culture du Gouvernement des Îles Canaries, par l'intermédiaire de l'Agence canarienne pour la recherche, l'innovation et la société de l'information, bénéficie d'un financement du programme 85% du FEDER Îles Canaries 2021-2027. Ces fonds permettent des progrès dans la recherche industrielle et le développement expérimental, renforçant ainsi le tissu scientifique et technologique des îles.
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