Dans ses laboratoires de pointe, l'HEPIA accueille chaque année des doctorantes et doctorants qui viennent tester et approfondir leurs recherches théoriques, accompagné·e·s par des professeur·e·s experts.
Marie-Anaïs Petit et Shaginth Sivakumar viennent tous deux de publier un article en tant que premier·ère auteur·e dans des revues prestigieuses de leur domaine de recherche —, IEEE Access pour elle, Sensors pour lui. Leurs parcours diffèrent, mais l'un comme l'autre travaillent avec passion à leur doctorat dans des laboratoires de l’institut d'ingénierie industrielle et informatique (inTECH) de la Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture (HEPIA). Portraits.
«J’ai commencé ma formation à l’HEPIA, et je ne l’ai pas quittée depuis!» Shaginth Sivakumar travaille au sein du laboratoire d’ingénierie tissulaire de l’école. Tout commence par un Bachelor en Microtechniques. «Je m’intéressais aux microsystèmes, à l’électronique, pas du tout à la biologie», plaisante-t-il. Il poursuit avec un Master of Science in Engineering (MSE), orentiation Microengineering (Mic), tout en étant engagé comme assistant dans le laboratoire du professeur Adrien Roux, responsable du groupe de recherche Bio-ingénierie et de l’institut d’ingénierie industrielle et informatique (inTECH).
En 2024, il entame un doctorat en physique de la biologie, supervisé conjointement par le professeur en bio-ingénierie Adrien Roux de l’HEPIA et le professeur en physique appliquée Luigi Bonacina de l’Université de Genève. Aujourd’hui, le chercheur de 26 ans vient de publier un article dans la revue Sensors.
Dans le laboratoire de l’HEPIA, situé au Campus Biotech, Shaginth Sivakumar développe des microsystèmes et des microélectrodes destinés à l’étude de cellules humaines in vitro. «J’aime participer à la recherche et au développement de nouveaux outils en santé globale.»
Shaginth Sivakumar s’intéresse aux barrières cellulaires, ces frontières microbiologiques qui protègent les organes à l’intérieur du corps. Il cultive notamment celles hémato-encéphaliques, pulmonaires et intestinales. «Nous étudions comment certaines molécules passent du sang vers les organes, et inversement. L’objectif consiste à mieux comprendre la physiologie de ces interfaces biologiques.»
Ses recherches visent par exemple à développer des méthodes permettant de mesurer l’intégrité de ces barrières cellulaires in vitro. «Je mesure leur impédance électrique, soit leur résistance et réactivité face à un signal électrique.» Ces tests permettent d’évaluer l’état des interfaces électrochimiques au sein du système étudié, ainsi que l’intégrité de la barrière cellulaire. Les résultats fournissent des informations sur la formation de la barrière, son évolution dans le temps ou sa réponse à des agents toxiques ou polluants.
«À terme, cela permettrait de limiter le recours aux animaux dans les tests pharmaceutiques, de développer de nouveaux médicaments — notamment dans la logique d’une médecine plus personnalisée —, d’étudier des maladies ou encore de mener des évaluations quant à la sécurité sanitaire.»
Shaginth Sivakumar participe au projet européen UNLOOC, qui vise à développer des «organ-on-chip», ou «organes-sur-puces», des dispositifs qui reproduisent en laboratoire certaines fonctions d’organes humains.
Dans ce cadre, il développe de nouveaux outils capables de cultiver et d’analyser des modèles de barrières pulmonaires, en collaboration avec le laboratoire d’électronique de l’HEPIA, l’entreprise bernoise AlveoliX et le Centre suisse d'électronique et de microtechnique (CSEM).
«Les formations dispensées à l’HEPIA sont fantastiques, souligne le chercheur. Les laboratoires de pointe et les travaux pratiques permettent la mise en application des concepts théoriques appris en cours. Cette richesse d’enseignement apporte un réel avantage comparatif dans la recherche appliquée, notamment pour la prise de décision, le raisonnement expérimental mais aussi pour la transition vers le monde professionnel.»
Shaginth Sivakumar © HEPIA
L’imagerie IRM, découverte dans les années 1970, s’utilise principalement dans les hôpitaux. Non-irradiante, elle permet d’obtenir des images précises des tissus mous, utiles notamment pour détecter des AVC, des inflammations ou des cancers dans les organes. «Je me concentre sur les IRM à champ magnétique faible, précise Marie-Anaïs Petit. Les IRM cliniques actuels fonctionnent avec des champs de 1,5 à 3 Tesla (unité de mesure pour quantifier l’intensité d’un champ magnétique), alors que je travaille sur du 0,1 Tesla.»
Depuis trois ans, Marie-Anaïs Petit poursuit une thèse avec le laboratoire Geneva Health Innovation Technologies (HIT) — cogéré par la Haute école du paysage, d’ingénierie et d’architecture (HEPIA) et la Haute école de santé (HEDS) de Genève —, et l’Université d'Aix-Marseille.
En parallèle, elle travaille comme collaboratrice scientifique à la HEDS, où elle enseigne la physique de l’IRM en bachelor et dans un module de formation continu (CAS). «Pouvoir combiner la recherche et l’enseignement constitue un véritable atout des HES en post-gradué.»
«L’enjeu de ma recherche sur les IRM réside dans la qualité d’image, puisque la diminution du champ magnétique réduit la quantité de signal reçu», précise l’ingénieure en imagerie médicale, formée à Strasbourg en France.
Sous la supervision de la Dre Delphine Bechevet, professeure HES associée et responsable du laboratoire d’antennes et électronique imprimée pour les systèmes embarqués (ALPEES) du groupe de compétences Communicating reconfigurable embedded systems (CoRES), la chercheuse vise à améliorer et simplifier les antennes de l’IRM. «Ce sont les éléments de la machine qui servent à réceptionner le signal IRM et dans lesquelles sont glissés les parties du corps à imager – la tête, le ventre, ou dans mon cas la main.» Elle vient de publier sur ce sujet un article dans la prestigieuse revue d’électronique IEEE Access.
L’IRM fonctionnant comme un aimant, il faut toutefois éviter tout matériel ferromagnétique, sous peine d’un «effet projectile», ou «missile». Le champ magnétique de la machine étant important, un objet métallique introduit dans la salle d’examen peut être fortement attiré par l'aimant, avec des conséquences potentiellement graves.
«Mes recherches visent à démocratiser les IRM, explique Marie-Anaïs Petit. Avec un plus faible champ magnétique, on peut réduire les coûts, les consommations énergétiques et les contraintes de sécurité liées à cette technologie. En cherchant des alternatives de développement, comme par exemple l’utilisation de technologies additives d’encre conductrice au lieu de technologies ablatives — méthode d’électronique conventionnelle qui réalise une grande partie des circuits électroniques, dit PCB —, on pourrait permettre aux pays qui n’ont pas les mêmes privilèges en termes d’accès aux soins de pouvoir s’équiper à moindre coûts et de gagner en autonomie de production.»
Cet accent sur le partage et l’accessibilité du progrès motive la chercheuse de 36 ans. «Je publie au maximum en open source, pour encourager la reprise par d’autres acteurs de nos découvertes. Cela donne du sens à mes travaux de recherche.»
Pour concrétiser cet engagement, la chercheuse vise à rejoindre le consortium Camera (Consortium for advancement of MRI education and research in Africa), une organisation qui promeut les échanges de connaissance afin de promouvoir l’utilisation des IRM dans la pratique médicale sur le continent africain.
Marie-Anaïs Petit © HEPIA
