Université Laval
Faculté des sciences
et de génie

Découvrir la recherche liée à la santé et aux sciences biomédicales

Plusieurs de nos chercheurs ont choisi de mettre leurs connaissances au profit du mieux-être des gens et contribuent, par toutes sortes de moyens, à améliorer leur qualité de vie. Certains travaillent à améliorer la biocompatibilité des matériaux utilisés pour remplacer ou réparer des tissus endommagés alors que d'autres peaufinent les bioprocédés servant à cultiver des cellules et à produire des vaccins. Nous comptons une experte en aérosols qui vole au secours des travailleurs à haut risque de maladies respiratoires. D'autres encore, grâce à leurs connaissances fines de la mécanique, de l'électricité et de la physique, conçoivent des outils et des systèmes novateurs pour mieux comprendre le cerveau, améliorer l'autonomie des personnes handicapées ou faire progresser la radiothérapie.

Émilie Jean et Marie-Ève Delage, doctorantes en physique dans le laboratoire du professeur Luc Beaulieu, en pleine séance d’analyse de matériaux utilisés dans la fabrication d’une nouvelle génération de dosimètres employés pour la radiothérapie et la radiologie.

Photo: Fondation du CHU de Québec

Les visages de la recherche en santé et sciences biomédicales

Voici le résumé des principaux sujets de recherche abordés par nos chercheurs dans l'axe santé et sciences biomédicales ainsi qu'un bref portrait des travaux menés par l'un d'entre eux dans chacun des sujets.

Assistance technique et réadaptation

Pour améliorer l'autonomie des aînées, des personnes handicapées ou des athlètes avec blessures, les chercheurs utilisent plusieurs approches, dont la réalité virtuelle, la téléréadaptation, la robotique de réadaptation et la stimulation cérébrale non invasive. Par exemple, au Laboratoire de robotique de la réadaptation, situé au Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et intégration sociale (CIRRIS), de nouvelles méthodes de réadaptation du mouvement à l'aide d'outils robotisés ont vu le jour. Ce laboratoire est équipé d'une orthèse de cheville robotisée et d'un tapis roulant à doubles courroies. On tente d'y mettre au point un système de bras robotisé ainsi qu'une main prothétique.

Alexandre Campeau-Lecours, professeur agrégé, Département de génie mécanique

Membre du Centre interdisciplinaire de recherche en réadaptation et intégration sociale

Ce jeune professeur se spécialise en robotique et intelligentes, et plus précisément dans les aides techniques. Il mise sur les technologies robotiques, mécatroniques et les algorithmes intelligents pour aider les aînés et les personnes vivant avec un handicap à gagner en autonomie et en qualité de vie. Il a notamment conçu des algorithmes intelligents qui améliorent l'efficacité du robot d'assistance JACO qui, installé sur un fauteuil motorisé, permet aux personnes paralysées du haut du corps de manger, boire et saisir des objets. Il a également mis au point le logiciel AssystMouse grâce auquel des personnes handicapées peuvent contrôler le curseur d'une souris d'ordinateur uniquement avec la tête sans avoir à porter un appareil.

Biomatériaux

Stents, simulateurs cardiaques, cathéters, prothèses et tendons artificiels sont tous des exemples de biomatériaux. Conçus pour remplacer ou pour réparer des tissus, ils peuvent être de nature synthétique (alliages métalliques, polymères, céramique) ou d'origine naturelle (tissus biologiques, cellulose, chitine). Les nombreuses recherches en cours dans ce domaine ont pour but de limiter l'incompatibilité des biomatériaux avec l'organisme humain afin qu'ils puissent remplir leur fonction sans effets négatifs sur l'environnement biologique.

Diego Mantovani, professeur au Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux

Diego Mantovani, professeur titulaire, Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux

Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en biomatériaux et bio-ingénierie pour l'innovation en chirurgie

Le professeur Mantovani se spécialise dans la conception de produits semi-finis plus légers, plus petits et plus résistants que ceux utilisés actuellement pour remplacer et réparer des organes. Dans son laboratoire de biomatériaux et de bio-ingénierie, il se penche principalement sur la conception de matériaux dégradables, le décapage et le recouvrement de surfaces de biomatériaux polymérisés par Le dépôt plasma ou dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma est un procédé pour déposer des couches minces sur un substrat à partir d'un état gazeux (Wikipédia). ainsi que l'étude des propriétés des matériaux utilisés dans la conception d'organes artificiels. En régénération tissulaire, iI travaille à la conception de structures appropriées pour la régénération de cellules en 3D. 

Neurosciences

Les neurosciences représentent un champ prolifique de la recherche biomédicale contemporaine. Au Centre de recherche CERVO, à Québec, plusieurs chercheurs étudient l'organisation anatomique et fonctionnelle des systèmes neuronaux complexes pour comprendre les causes des maladies psychiatriques et neurologiques. D'autres scientifiques de ce même centre s'attardent aux aspects moléculaires de la communication neuronale – donc aux mécanismes de signalisation cellulaire – qui jouent un rôle dans la mémoire, les sensations, l'apprentissage et les maladies du système nerveux. Enfin, d'autres chercheurs se penchent sur les aspects génétiques, épidémiologiques, cognitifs et neuropharmacologiques des maladies psychiatriques et neurologiques. 

Benoît Gosselin, professeur titulaire, Département de génie électrique et de génie informatique

Membre du Centre de recherche CERVO et du Centre de recherche en données massives (CRDM)

Benoit Gosselin est spécialisé en bioélectronique et en instrumentation biomédicale de haute précision. Il met au point des microsystèmes optoélectroniques sans fil pour la neuroingénierie ainsi que des circuits intégrés analogiques et mixtes aux interfaces cerveau-machine. Un de ses travaux de recherche récents porte sur la conception d'une interface optoélectronique sans fil autorechargeable pour l'étude du cerveau de petits animaux. Ce projet d'envergure permettra de concevoir un outil qui facilitera la découverte de nouveaux traitements contre les accidents vasculaires cérébraux et les maladies du cerveau comme l'épilepsie par l'observation en temps réel des microcircuits du cerveau de petits animaux.

Le système que j'ai créé incorpore la simulation optogénétique et l'électrophysiologie. Les impulsions lumineuses permettent de cibler un type de cellules en particulier afin, par exemple, d'étudier les effets d'un médicament ou de mieux comprendre comment le cerveau est connecté. C'est unique et sans douleur. Nous sommes les plus avancés à ce niveau.

Gabriel Gagnon-Turcotte, étudiant au doctorat en génie électrique sous la supervision du professeur Benoît Gosselin, au sujet du système optogénétique avant-gardiste qu'il a conçu durant sa maîtrise

Qualité de l'air

La plupart des travaux scientifiques sur la qualité de l'air consistent à élaborer et valider des outils, des méthodes et des techniques de prélèvement, de caractérisation et d'analyse pour détecter et mesurer les contaminants chimiques présents dans l'atmosphère. Ensuite, ils établissent une norme servant de conformité dans les milieux de travail ou les villes pour favoriser la santé des populations et des travailleurs.

Caroline Duchaine, professeure titulaire, Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique

Membre du Groupe de recherche en santé respiratoire et du Centre de recherche de l'Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec - Université Laval

Caroline Duchaine est une pionnière en aérovirologie, c'est-à-dire dans l'étude des mécanismes de transmission des virus présents dans l'air. À son laboratoire de l'IUCPQ-UL, elle met au point des méthodes de détection des pathogènes respiratoires dans l'air à l'aide de la biologie moléculaire. Son équipe et elle s'intéressent à la qualité de l'air et à la santé respiratoire des travailleurs les plus à risque, soit ceux qui travaillent dans les milieux hospitaliers et agricoles (porcheries, fermes laitières). La professeure Duchaine a également élaboré une méthode d'échantillonnage pour caractériser l'exposition humaine aux mycobactéries, ces bactéries responsables d'infections et de maladies respiratoires graves présentes dans les usines de coupe de métaux.

Technologies biomédicales

Plusieurs chercheurs travaillent à la création et surtout à l'amélioration de technologies biomédicales. Par exemple, des chercheurs en biophotonique mettent au point des outils fort prometteurs servant à raffiner l'imagerie et le diagnostic médical ou même l'intervention thérapeutique. D'autres encore mettent leur créativité au service des technologies pour les soins mobiles et les appareils de santé sans fil. Ce secteur des nouvelles technologies inclut également les biocapteurs grâce auxquels il est possible de détecter précocement les marqueurs caractéristiques d'une maladie.

Luc Beaulieu, professeur titulaire, Département de physique, de génie physique et d'optique

Directeur du Centre de recherche sur le cancer et titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG-Elekta en technologies biomédicales pour la curiethérapie

Le professeur Beaulieu est un spécialiste de la physique médicale, et plus précisément des procédures médicales qui utilisent le rayonnement ionisant telles que la radiothérapie, la radiologie diagnostique et d'intervention. Son programme de recherche vise à augmenter la précision pour la mesure et le calcul des doses radioactives ainsi que pour la livraison des traitements. Un des pans les plus importants de ce programme consiste à concevoir des Le dosimètre est un instrument de mesure servant à mesurer la dose radioactive reçue par une personne exposée à un rayonnement ionisant. qui fonctionnent grâce aux technologies optiques. Au moyen de sa chaire, le chercheur se penche plus précisément sur de nouvelles approches thérapeutiques en curiethérapie, une forme de radiothérapie qui protège mieux les tissus sains que la radiothérapie externe.

Thérapie cellulaire et médecine régénératrice

La thérapie cellulaire consiste à soigner un organe ou un organisme au moyen de cellules obtenues le plus souvent à partir de cellules souches. En utilisant la force naturelle des cellules du système immunitaire, il est possible de réparer des tissus, de détecter des cellules malignes et même de guérir des maladies. La médecine régénératrice a pour but d'améliorer la compréhension de diverses maladies et de proposer des solutions nouvelles pour guérir des plaies ou régénérer des organes. Elle rend possible la production de tissu 3D reconstruit par génie tissulaire.

Alain Garnier, professeur titulaire, Département de génie chimique

Membre du regroupement PROTEO

Le professeur Garnier s'intéresse à la conception, au développement et à l'optimisation des bioprocédés. Spécialiste de la production de protéines recombinantes, de vaccins et de cellules thérapeutiques, il travaille en collaboration avec des médecins-chercheurs, entre autres sur la culture de cellules souches afin de traiter la dystrophie musculaire de Duchesne. Toujours avec ces derniers, il produit des plaquettes sanguines humaines ou encore des Les vecteurs rétroviraux permettent de transférer, à l'aide d'un génome recombinant, un matériel génétique de manière permanente à des cellules en culture ou à l'intérieur d'un tissu organisé. recombinants et fait l'analyse protéomique de cultures cellulaires. Alain Garnier fait partie de l'équipe du professeur Gary Kobinger, de la Faculté de médecine, qui a reçu 4 M$ pour fabriquer un vaccin prometteur contre le VIH.