Subventions et contributions gouvernementales

Les nanocristaux de chitosane, nouvelle famille de biomatériaux issus de la carapace des crustacés, présentent des propriétés exceptionnelles, susceptibles de trouver un usage dans la fabrication d’adhésifs organiques pour l’industrie biomédicale. Le projet a deux objectifs : créer un procédé durable et adaptable afin de produire des nanocristaux de chitosane à partir des résidus de fruits de mer et grouper les recherches sur ces biomatériaux ultrafonctionnels et leurs applications en biomédecine. Le projet pourrait abattre d’importants obstacles à la valorisation de déchets organiques présentement sous-utilisés, mais produits en grande quantité au Québec et au Canada par la création de produits à grande valeur ajoutée qui amélioreront la santé des Canadiens et Canadiennes.

SBQuantum (SBQ) présente une nouvelle technique d’analyse magnétique qui combine plusieurs innovations dans le domaine de la magnétométrie afin de renforcer la capacité des équipes d’exploitation à « voir » sous terre, sous l’eau ou dans d’autres milieux difficiles d’accès. Le projet sera basé sur une collaboration entre SBQuantum, l’Université McGill, l’Institut Quantique de l’Université de Sherbrooke et le Conseil national de recherches du Canada. Il visera à explorer l’utilisation d’un nouveau capteur quantique, un magnétomètre basé sur la présence d’impuretés quantiques à l’intérieur de diamants, pour mieux comprendre l’environnement magnétique d’un site par rapport aux magnétomètres conventionnels. L’appareil permettra aux utilisateurs d’effectuer une analyse plus fine des données magnétiques recueillies et ouvrira de nouvelles possibilités commerciales qui dépasseront les applications courantes dans les secteurs de la défense et de la géophysique. SBQ prévoit de créer un nouveau système, le « Sherloq », qui tirera parti des avantages présentés par ce nouveau capteur quantique pour améliorer les possibilités offertes par l’analyse magnétique. Ce système permettra essentiellement de surmonter les limites associées aux systèmes actuels et d’offrir de nouvelles méthodes de déploiement, comme à bord de sous-marins autonomes ou de véhicules aériens sans pilote.

L’un des principaux obstacles aux études axées sur l’adaptation des systèmes d’ingénierie au changement climatique est le manque d’informations aux échelles spatiales et temporelles requises pour les applications techniques. La planification et l’adaptation des transports et des infrastructures maritimes dans la voie maritime du Saint-Laurent sont hautement tributaires de la disponibilité de ces informations. Ce projet, grâce à des simulations de modèles climatiques régionaux à haute résolution des climats actuels et futurs, et à des diagnostics avancés et ciblés pour comprendre les points chauds du point de vue de la vulnérabilité et des possibilités, produira de nouvelles informations importantes et pertinentes pour le transport maritime dans le corridor du Saint-Laurent. Ce projet fait partie intégrante du projet principal de GOCF du CNRC axé sur le développement d’un nouveau système d’information sur les risques climatiques pour le fleuve et le golfe du Saint-Laurent. Il vise à fournir des informations essentielles sur le changement climatique, nécessaires pour mener des enquêtes de modélisation numérique des effets du changement climatique sur les vagues, les ondes de tempête et la glace.

Dans le monde entier, des scientifiques et les autorités responsables de la santé publique collaborent d’une manière sans précédent pour voir comment on pourrait combattre et prévenir l’infection au SRAS-CoV-2, et mettre en place des mesures efficaces pour y arriver. Actuellement, la vaccination demeure la meilleure intervention pour contrer la pandémie sur le plan médical. Les vaccins à base de virus confèrent la protection la plus efficace contre les viroses. Parmi les 38 évaluations cliniques en cours, ce sont les vaccins à base de vecteur viral qui figurent parmi les candidats les plus avancés pour lutter contre le SRAS-CoV-2 (OMS, Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines, 24 septembre 2020). Une plateforme, par exemple, recourt au virus de la stomatite vésiculaire recombiné (VSVr), capable de se répliquer et de déclencher chez l’hôte une réaction immune cellulaire et humorale contre les antigènes étrangers. À l’instar des virus à enveloppe, le VSV employé comme vecteur dans le vaccin intègre des glycoprotéines antigéniques dans sa membrane lipidique, donc présente l’antigène en surface, en plus d’en assurer l’expression à l’intérieur de la cellule cible, après y avoir pénétré. Une autre importante plateforme à vecteur viral évaluée dans le cadre de vastes essais précliniques et cliniques en tant qu’agent oncothérapeutique est le virus de la maladie de Newcastle (VMN). Ce virus aviaire présente plusieurs propriétés intéressantes en vue de l’élaboration d’un vaccin à vecteur viral sûr contre le SRAS-CoV-2. Ces deux plateformes se démarquent par un bon profil sur le plan de l’innocuité. Le VSV, notamment, a remporté du succès lors de campagnes de vaccination d’urgence comme les éclosions de virus Ebola. Le projet accélérera les procédés de fabrication du vaccin par l’usage d’une lignée cellulaire qui se prête bien aux BPFc et à l’industrialisation, afin de surmonter les difficultés de la production massive. La robuste plateforme technologique envisagée pour accélérer le développement rendra les vaccins à vecteur viral plus accessibles, plus rapidement aussi, en cas de pandémie et facilitera l’implantation de capacités de production durables au Canada.

Ce projet vise à mettre au point des outils basés sur l’intelligence artificielle (IA) pour déterminer et surveiller la dynamique de l’environnement, son effet sur le comportement d’une plateforme robotique à distance et son adaptation pour maintenir la stabilité et la performance. Les outils d’IA qui seront créés au cours de ce projet contribueront à augmenter le niveau d’autonomie des systèmes de fret aérien afin qu’ils puissent s’adapter à des conditions environnementales inconnues et changeantes (liées à la fois au site distant et à l’opérateur humain). En surveillant le comportement des systèmes, ces outils d’IA contribueront également à optimiser la réponse dynamique de ces systèmes de fret pendant l’exploitation, ce qui maximisera la sécurité et la fiabilité. La mise en œuvre et la validation de ces outils à l’aide de jumeaux numériques et d’environnements virtuels procureront aussi la capacité de planifier de nouvelles opérations, la formation et l’évaluation de la robustesse des systèmes en présence de conditions inconnues et changeantes.

Un étudiant ou un postdoctorant se joindra au laboratoire de l’Université McGill en partie pour participer au projet « Nouveaux débuts ». Cette personne sera le principal responsable des activités suivantes : inoculations du sol et des graines, croissance des plantes, échantillonnage et traitement du sol pour le séquençage de l’ADN, l’analyse des données et la production de manuscrits. Elle contribuera également aux activités suivantes : production d’extraits cellulaires, analyses par réaction de polymérisation en chaîne quantitative ou PCR quantitative, culture microbienne. En plus de son rôle de conseiller, le chercheur principal contribuera à la production de manuscrits destinés à être publiés dans des revues à comité de lecture.

L’équipe a déterminé les combustibles métalliques, dont l’aluminium et le fer, qui sont susceptibles de constituer d’excellents candidats pour le stockage de l’énergie propre renouvelable. Ces combustibles métalliques peuvent être brûlés avec de l’air pour produire de la chaleur utile, laquelle peut être convertie en énergie motrice ou électrique à l’aide de moteurs thermiques. Les oxydes solides que laisse la combustion peuvent être recyclés en combustibles métalliques réactifs avec de l’énergie propre. Dans le cadre de ce projet, on étudiera la combustion des combustibles métalliques dans diverses configurations en vue de mettre au point de nouveaux systèmes qui utilisent les combustibles de ce genre.

On a prouvé avec quelle polyvalence les aptamères reconnaissent les molécules : leur spécificité et leur sélectivité sont comparables à celles des anticorps. Cependant, ils possèdent aussi des propriétés uniques : ils sont plus simples à synthétiser, coûtent moins cher et sont facilement adaptables; on peut les concevoir afin qu’ils intègrent diverses modifications chimiques; enfin, leur stabilité est nettement plus grande. L’étalon de référence actuel en matière de découverte des aptamères est la méthode d’évolution systématique des ligands par enrichissement exponentiel (SELEX), laquelle est très exigeante en temps et en ressources. Pour y remédier, le projet verra le développement d’une nouvelle méthode de recherche des aptamères. L’équipe propose d’allier la création d’une bibliothèque d’oligonucléotides au moyen de nanoparticules magnétiques à des biocapteurs combinant l’imagerie par résonance plasmonique de surface et la microfluidique pour parvenir à une technologie qui sélectionnera et validera les aptamères en une seule étape. En plus de son caractère novateur, la méthode proposée présente de nombreux avantages sur les technologies existantes. Ainsi, elle améliore considérablement la sélection d’aptamères d’une affinité et d’une spécificité aussi grandes que celles des anticorps, leur contrepartie, et il est plus facile de l’appliquer à des techniques comme les essais immuno-enzymatiques et l’immuno-PCR.

La concentration de CO2 dans l’atmosphère a atteint un niveau record et toute nouvelle hausse, prévoit-on, aura de profondes et incontrôlables répercussions sur le climat de même que sur l’acidification des océans. Entre-temps, la demande mondiale d’énergie devrait connaître un boom d’ici 2040, avec une croissance de plus de 25 %. Pour répondre à cette demande, tout en relevant notre défi en matière de CO2, une solution (les systèmes biohybrides photosynthétiques) qui peut efficacement capturer et stocker le CO2 et l’énergie solaire de façon à ce qu’elle soit négative ou neutre en CO2 est à l’étude. Les systèmes biohybrides photosynthétiques n’en sont toutefois qu’à leurs débuts et n’utilisent qu’une poignée de microbes comme biocatalyseurs. Cette percée technique s’appuie sur une meilleure fixation des bactéries, sur le développement de pellicules biologiques et sur le taux de transfert des électrons à l’interface microbe-électrode, autant de réalisations qui nous aideront énormément à mieux comprendre les stratégies écologiques et les déclencheurs environnementaux des microorganismes qui absorbent l’énergie solaire et fixent le CO2 dans leur habitat naturel. Les sites miniers très exposés au soleil et jonchés de minéraux couverts de Fe et de Mn sont les endroits idéaux où dénicher de tels microbes. Le projet enrichira nos connaissances sur les populations photoélectrotrophes qui fixent le CO2 dans les revêtements minéraux à base de Fe et de Mn que l’on trouve à la surface de la Terre.

Les bioréacteurs jouent un rôle de premier plan dans la fabrication des produits biologiques. Leur conception a été bien décrite pour les fermentations traditionnelles axées sur la production de biomolécules simples, mais leur exploitation reste très empirique pour ce qui est de la production de produits biologiques complexes à partir de systèmes eucaryotes tels que des cellules humaines HEK-293. La production de produits biologiques en bioréacteur s’effectue dans un contexte complexe nécessitant des expertises étendues et approfondies qui ne sont pas systématiquement décrites dans la littérature scientifique ou technique reconnue. De plus, les produits biologiques tels que les exosomes et les vecteurs viraux (virus adéno-associés ou VAA) sont des structures biologiques complexes qui se sont récemment avérées très utiles dans le traitement d’un certain nombre de cancers et de maladies héréditaires. Leur production en bioréacteur sur le plan des quantités et qualités requises pour les besoins précliniques et cliniques limite considérablement leur utilisation et leur développement en tant qu’outils thérapeutiques. C’est donc une occasion d’intégrer les connaissances cumulées dans les bases de données et d’exploiter les progrès réalisés dans le domaine de l’IA pour accélérer la conception et l’optimisation du système de production de ces deux produits biologiques clés (exosomes et VAA) par l’installation et l’exploitation du jumeau numérique d’un bioréacteur physique, relié à celui-ci par un ensemble de capteurs assurant une communication constante entre les deux systèmes.