Bahareh Behkam et ses collaborateurs ont reçu une subvention de 2 millions de dollars de la National Science Foundation (NSF) pour poursuivre leur lutte contre les agents pathogènes aéroportés.

Professeure agrégée de génie mécanique, Behkam et son équipe utiliseront le financement pour développer davantage de systèmes d'habitation techniques pour la surveillance de l'air intérieur. Actuellement, il existe un manque de technologies de surveillance des agents pathogènes aéroportés sensibles, spécifiques, abordables et faciles à utiliser, ainsi qu’un besoin criant d’approches innovantes pour relever ce défi.

De nombreux agents pathogènes émergents sont transmis par voie aérienne, le COVID-19 en étant un bon exemple. Au-delà des agents pathogènes, il existe également des produits chimiques nocifs et des agents de bioterrorisme qui nous préoccupent, mais les capteurs vivants abordables et durables capables de détecter dans l’air étaient un domaine sous-étudié et sous-développé.

Bahareh Behkam, professeur John R. Jones III au Collège d'ingénierie

Intitulé « Systèmes vivants nano-bio-hybrides programmables pour la surveillance continue des agents pathogènes aéroportés », ce projet croise les disciplines pour intégrer la microbotique bio-hybride, la biologie synthétique, la nanotechnologie, la transmission des maladies infectieuses, la génétique bactérienne, la biosécurité, la sûreté et l'éthique.

L'objectif principal du projet est de développer un dispositif qui surveille en permanence la présence de divers agents pathogènes aéroportés et les capture dans des matériaux vivants modifiés produits par des bactéries. Des capteurs mobiles basés sur des bactéries surveillent en permanence la matrice matérielle vivante, à la recherche des agents pathogènes d’intérêt capturés. Une fois détectés, les capteurs bactériens produisent un signal détectable par l’homme et reconnaissable par le public comme une menace.

Behkam a reçu la subvention dans le cadre du programme Emerging Frontiers in Research and Innovation de la NSF, qui finance des projets interdisciplinaires proposant des solutions transformatrices aux besoins nationaux critiques. Son laboratoire, le Micro/NanoScale Biotic/Abiotic Systems Engineering Laboratory, a précédemment développé des systèmes bio-hybrides pour la détection des maladies et la thérapie ciblée.

Elle collabore avec des chercheurs de Virginia Tech et de l’Université Johns Hopkins :

• Linsey Marr, professeur Charles P. Lunsford et professeur émérite de l'université
• Anna Duraj-Thatte, professeur adjoint d'ingénierie des systèmes biologiques
• Zhaomin Yang, professeur de sciences biologiques
• David Gracias, professeur de génie chimique et biomoléculaire à l'Université Johns Hopkins
• Gigi Gronvall, professeur agrégé de santé environnementale et d'ingénierie à l'Université Johns Hopkins

La subvention aidera le projet à franchir sans problème ses différentes phases, mais il n'aurait pas pu atteindre ce stade de développement sans un financement de démarrage. En février, Bekham a reçu une subvention d'organisation-opportunité de la faculté d'ingénierie (EFO-O) de l'Institute for Critical Technology and Applied Science (ICTAS).

"Notre équipe était enthousiasmée par notre idée, mais nous avons conclu que nous n'avions pas suffisamment de données pour convaincre les évaluateurs que notre approche allait réellement fonctionner." » dit Behkam. "Donc, à cet égard, l'EFO-O a été très utile pour produire les éléments de données clés à ajouter à notre proposition."

De telles subventions de démarrage soutiennent des projets transdisciplinaires menés par la faculté d'ingénierie de Virginia Tech et augmentent les chances de succès des propositions ultérieures de financement externe, tout en soutenant également le travail d'ICTAS en tant qu'institut d'investissement.

Mary Kasarda, professeure agrégée de génie mécanique et directrice des études à l'ICTAS, a déclaré que l'institut avait reçu des commentaires positifs de la part du corps professoral sur la manière dont la subvention de démarrage EFO-O a aidé les équipes de recherche à générer des données pilotes qui ont renforcé les propositions externes réussies et sur la manière dont la subvention a soutenu exploration d'idées à haut risque et à haut rendement pour de nouveaux collaborateurs, aboutissant à de nouvelles découvertes, partenariats et opportunités de recherche.

Dans l'ensemble, les subventions contribuent à donner vie au travail innovant et productif du corps professoral de Virginia Tech et s'alignent sur l'objectif de l'université d'accroître son impact sur la société dans son ensemble.

Les projets suivants ont été sélectionnés pour les subventions EFO-O de cette année :

• « Jumeau numérique augmenté de réalité virtuelle pour la formation des opérateurs de systèmes électriques », dirigé par Ali Mehrizi-Sani du département de génie électrique et informatique de Bradley
• « Ingénierie intégrative de l'histotripsie par ultrasons dans le traitement du cancer », dirigée par Shima Shahab du Département de génie mécanique
• « Établir une plateforme de prédiction basée sur l'IA pour identifier les répondeurs SGLT2i à l'aide de données métabolomique », dirigée par Liqing Zhang du Département d'informatique
• « Métamatériaux électromagnétiques organiques », dirigé par Jordan Budhu du département de génie électrique et informatique de Bradley
• « Mécanobiologie du mouvement des prédateurs arthropodes », dirigé par Amrinder Nain du Département de génie mécanique
• « Sugar Crash : O-linked Glycosylation in Cognitive Dysfunction », dirigé par Monet Roberts du Département de génie biomédical et de mécanique
• « Composite céramique sensible aux stimuli pour la perturbation du biofilm bactérien sur les dispositifs médicaux implantés », dirigé par Carolina Tallon de la science et de l'ingénierie des matériaux
• « Électronique douce durable et recyclable grâce au composite métal liquide-vitrimer », dirigé par Michael D. Bartlett du Département de génie mécanique
• « Émetteurs et détecteurs de photons uniques basés sur des points Ge-Quantum pour les applications de dispositifs quantiques », dirigé par Mantu K. Hudait du département de génie électrique et informatique de Bradley
• « Évaluation des performances des joints géologiques dans un contexte d'activité microbienne accrue pour le stockage souterrain de l'hydrogène », dirigé par Rohit Pandey de l'ingénierie minière et minérale.
• « Méthodes basées sur les données pour examiner les effets de la ménopause sur les tissus vaginaux », dirigée par Raffaella De Vita du Département de génie biomédical et de mécanique
• « Équipe autonomie humaine dans la gestion extensible du trafic pour une mobilité aérienne avancée », dirigé par Ryan K. Williams du département de génie électrique et informatique de Bradley
• «Enquête préliminaire sur l'entraînement adaptatif chez les coureurs récréatifs pour améliorer la préparation psychologique, la coordination articulaire et la variabilité des mouvements», dirigée par Robin M. Queen du Département de génie biomédical et de mécanique
• « Optimisation des flottes autonomes : algorithmes pour l'exploration spatiale », dirigé par Erik Komendera. Département de l'Ingénierie Mécanique
• « Codage de trajectoire multi-omique avec de grands modèles linguistiques pour la prévision de la progression de la maladie de l'athérosclérose », dirigé par Xuan Wang du Département d'informatique

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• La source: https://www.news-medical.net/news/20231206/Researchers-receive-242-million-NSF-grant-to-continue-fight-against-airborne-pathogens.aspx