Autologous red blood cells agglutination by a bispecific reagent for the quantification of biomarker

La détection ou la quantification dans le sang de biomarqueurs peut apporter une précieuse information sur la santé humaine. Cette analyse peut être réalisée directement auprès du patient, on parle alors de POC (point-of-care). L’agglutination de globules rouges par un réactif bispécifique, ciblant d’une part un globule rouge et d’autre part le biomarqueur à doser ou détecter, est proposée comme principe de base d’un test POC autonome et quantitatif. L’automatisation du protocole d’agglutination en microfluidique, ainsi que la mesure optique de la cinétique de l’agglutination sont explorées selon trois questions. La première concerne la possibilité de produire de manière autonome et reproductible l’agglutination en microfluidique passive, c’est-à-dire sans apport d’énergie ni de matière autre que l’échantillon. Les deuxième et troisième questions concernent la mesure de la cinétique d’agglutination et l’existence d’un lien entre cette mesure et la concentration du biomarqueur. La formulation et l’embarquement du réactif se sont révélés indispensables pour effectuer une réaction d’agglutination de manière reproductible en microfluidique passive et répondre à la première question. Trois stratégies de mesure de l’agglutination basées sur les propriétés optiques des globules rouges ont été proposées. Deux d’entre elles ont pu être implémentées avec succès. La mesure cinétique de l’agglutination a été mise en place pour un modèle de typage sanguin et a permis la discrimination entre positif et négatif dans 100 % des cas d’agglutinations testés. L’effet de la concentration du biomarqueur sur la mesure de l’agglutination avec un réactif bispécifique a été démontré avec le modèle du biomarqueur D-dimère, répondant à la dernière question posée en début de thèse.The detection or quantification of biomarkers in the blood can provide valuable information on human health. An analysis directly performed at the patient bedside is called a Point-of-care test (POC). The agglutination of red blood cells by a bispecific reagent combining a biomarker binding part and an erythrocyte binding part is proposed as a basis for an autonomous and quantitative POC test. The integration and automation of the protocol in a microfluidic chip and the optical measurement of the kinetics of agglutination are investigated. The first question concerns the possibility of producing agglutination in passive microfluidic device that is to say without any energy nor any material supply other than the sample. The second and third questions respectively relate to the measurement of the kinetics of aggregation and the existence of a link between this measure and the concentration of the biomarker. The formulation and embedding of the reagents has proved essential to perform a reproducible agglutination reaction in passive microfluidics and thus answer the first question. Three measurement strategies based on the optical properties of the red blood cells have been proposed. Two of them have been successfully implemented. The kinetic measurement of agglutination has been performed for a blood typing model and allowed the discrimination between positive and negative agglutination reaction in 100 % of the experiments. The effect of biomarker concentration on the agglutination measurement has been demonstrated with the model of the biomarker D-dimer, answering the last question