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Un professeur de Concordia explore la technologie des microbulles en vue d’améliorer la libération de médicaments

Les travaux révolutionnaires de Brandon Helfield bénéficient d’une subvention de 500 000 $ US du Burroughs Wellcome Fund
24 juillet 2019
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« Montréal s’affirme comme la prochaine capitale de la recherche biomédicale », soutient Brandon Helfield. | Photo : Lisa Graves, © Concordia University

Comment associer la physique et la biologie dans l’amélioration des traitements médicaux? Pour Brandon Helfield, qui s’est récemment joint au corps professoral de l’Université Concordia, la réponse tient en un mot : « microbulles ».

« Mes coéquipiers et moi considérons l’utilisation de la technologie des ultrasons biomédicaux comme une solution des plus intéressantes aux fins de la libération localisée et sécuritaire de médicaments », explique le Pr Helfield. Précédemment boursier postdoctoral à l’Université de Toronto, il est maintenant titulaire d’une double affectation d’enseignement aux départements de Biologie et de Physique de Concordia.

La méthode de Brandon Helfield préconise l’injection de microbulles à atmosphère gazeuse dans le système sanguin du patient. De là, elles sont acheminées directement à la zone atteinte. Les microbulles vibrent lorsqu’elles sont exposées à des ondes ultrasoniques.

Grâce à un procédé extracorporel d’intense concentration de l’énergie ultrasonique sur la région affectée, notamment par un cancer ou une maladie cardiovasculaire, les microbulles sont amenées à perforer les cellules cibles à des endroits bien précis, puis à y libérer leur charge utile.

Cette méthode est appelée « sonoporation ». Le préfixe sono fait référence au son; le suffixe poration, à la génération de pores.

La démarche scientifique poursuit un double objectif : améliorer l’efficacité des traitements en libérant les médicaments précisément là où il le faut, d’une part; et réduire l’exposition des zones saines du corps aux substances pharmaceutiques, d’autre part.

Dotées de propriétés adhésives, les microbulles peuvent prendre en charge plusieurs pharmacothérapies à la fois.

« Dans notre laboratoire, nous étudions comment fabriquer les microbulles et régler avec précision l’énergie ultrasonique afin de permettre une libération accrue et prolongée des médicaments, indique le Pr Helfield. Nous cherchons aussi à comprendre, d’un point de vue biologique, l’incidence de cette technique sur la régénération cellulaire et ses effets à long terme sur le fonctionnement des cellules. »

« Nous sommes ravis d’accueillir au sein de notre équipe un chercheur du calibre de Brandon Helfield, souligne André Roy, doyen de la Faculté des arts et des sciences. Ses activités scientifiques s’inscrivent parfaitement dans la recherche avant-gardiste en santé qui se mène non seulement dans notre faculté, mais dans toute l’Université. »

En effet, les travaux du Pr Helfield reflètent bien l’engagement de Concordia à réagencer les modèles existants et celui de la faculté à créer des laboratoires vivants interdisciplinaires, et ce, afin de promouvoir leur riche culture de recherche en laboratoire ainsi que l’importance qu’elles attachent à l’expérimentation pratique et au travail d’équipe.

« Une approche interdisciplinaire s’impose, affirme Brandon Helfield. Nous devons témoigner d’une connaissance approfondie de deux disciplines : la physique et la biologie. En outre, la fabrication des microbulles exige une certaine expertise en chimie. »

Un érudit bénéficiaire de plusieurs subventions

L’approche interdisciplinaire que privilégie le Pr Helfield lui a valu en 2018 une généreuse subvention du Burroughs Wellcome Fund – une fondation privée établie aux États-Unis. Le Career Award at the Scientific Interface (« prix carrière dans l’interface scientifique ») que décerne l’organisme récompense des projets de recherche biomédicaux interdisciplinaires, associant notamment la physique, la chimie et les sciences computationnelles.

Ces subsides de quelque 500 000 $ US ont été accordés à Brandon Helfield pour ses travaux en biophysique moléculaire dans le contexte de la santé humaine. Outre cette importante ressource financière, le professeur-chercheur fera bénéficier Concordia d’une subvention de la Fondation des maladies du cœur et de l’AVC du Canada ainsi que d’une nouvelle subvention quinquennale à la découverte du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

« Je tiens à féliciter le professeur Helfield pour son succès remarquable en matière de financement, signale Christophe Guy, vice-recteur à la recherche et aux études supérieures. Ce scientifique œuvrant au carrefour de plusieurs disciplines témoigne bien des capacités pleinement intégrées que l’Université Concordia consacre à la recherche en santé. »

Le prestige dont jouit Brandon Helfield a quelque chose d’exceptionnel. En effet, le Burroughs Wellcome Fund octroie généralement ses prix à des chercheurs américains, attachés à des établissements aussi renommés que l’Université Harvard ou l’Institut de technologie du Massachusetts (« MIT »). L’éprouvant processus de sélection des lauréats comprend une entrevue de cinq minutes au siège social de l’organisme, en Caroline du Nord. À cette occasion, les candidats ne peuvent présenter que quatre diapositives.

« Le prix carrière du Burroughs Wellcome Fund récompense l’excellence dont fait preuve mon collègue Helfield dans le domaine scientifique, insiste le Pr Patrick Gulick, directeur du Département de biologie. Il lui donne la possibilité de pousser plus loin ses éminents travaux, qui allient une expertise pointue en physique et en biologie moléculaire à un important potentiel aux fins d’applications inédites en médecine. »

Alexandre Champagne, professeur agrégé et directeur du Département de physique, a lui aussi salué la remise de cette récompense à Brandon Helfield.

« Cet important tribut de reconnaissance porté au Pr Helfield rehausse par ailleurs la réputation déjà établie de Concordia en recherche biomédicale », formule-t-il.

Parallèlement à la poursuite de ses activités de recherche, Brandon Helfield s’affaire à installer son laboratoire au Département de biologie. Le professeur-chercheur aura ses bureaux au Département de physique.

De formidables occasions attendent ceux et celles qui se joindront au Groupe de recherche Helfield. « Je recrute actuellement des étudiants des premier, deuxième et troisième cycles », précise son responsable.

Malgré une année chargée à l’horizon, le Pr Helfield envisage l’avenir avec optimisme. Du reste, ce Montréalais de naissance se réjouit de revenir dans la métropole québécoise.

« Montréal s’affirme comme la prochaine capitale de la recherche biomédicale, conclut Brandon Helfield. À preuve, on y mène déjà des travaux scientifiques caractérisés par une véritable interdisciplinarité. »


Apprenez-en davantage sur le Groupe de recherche Helfield.

Shazma Abdulla, responsable des initiatives et des projets spéciaux en santé, vous aidera à élaborer des propositions ciblant des organismes atypiques et à cerner des occasions d’engagement liées à la recherche en santé.



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