Mots-Clés

Auto-immunité, Immunofluorescence indirecte, HEp-2, Deep learning, Bio-informatique, Base de données, Application Web, Master 2

Description

 Bordeaux

Stage de Master 2

Janvier à Juin 2025 (6 mois)

Envoyer CV et lettre de motivation à : louis.petrus@chu-bordeaux.fr et guillaume.martinroche@u-bordeaux.fr

Présentation du laboratoire

Le laboratoire d’Immunologie et Immunogénétique du CHU de Bordeaux est un laboratoire de biologie médicale.

Il comprend deux secteurs : Allergie-Humorale-Auto-Immunité et HLA-Cellulaire (HLA pour Human Leukocyte Antigens). Le secteur Allergie-Humorale-Auto-Immunité effectue des examens en vue du diagnostic et du suivi des maladies allergiques, auto-immunes, liées aux dysglobulinémies et aux anomalies du système du complément. L’ensemble de ces examens est réalisé dans le respect des bonnes pratiques du laboratoire et de la norme ISO 15189, avec accréditation par le COFRAC (Comité Français d’Accréditation). Les techniques utilisées sont multiples, qualitatives et quantitatives : immunofluorescence indirecte, ELISA, immunodot, turbidimétrie, néphélémétrie, immunofixation sur gel, isoélectrofocalisation et cytométrie en flux.

Contexte du poste

La recherche des anticorps antinucléaires (ANA) sur les cellules épithéliales humaines (HEp-2) est la technique de référence pour le dépistage et le diagnostic des maladies auto-immunes (MAI), conformément aux recommandations de l’American College of Rheumatology (ACR) et de l’European Alliance of Associations for Rheumatology (EULAR). Pour une harmonisation des pratiques en laboratoire et en clinique, une lecture et une classification automatiques des aspects d’ANA observés sur cellules HEp-2 par immunofluorescence indirecte (IFI), respectant la classification recommandée par le Consensus international sur les aspects d’ANA (ICAP), sont des exigences croissantes. En pratique, cette analyse nécessite un temps important de lecture manuelle au microscope, une réelle expertise pour la reconnaissance des différents aspects (plus d’une trentaine), et donc un temps de formation conséquent pour le personnel.

À partir d’une collection complète d’images de cellules HEp-2 du CHU de Bordeaux et en utilisant une méthodologie d’apprentissage supervisé, un système informatique de classification automatique des aspects d’IFI pour les images de cellules HEp-2 a été développé, suivant les recommandations de l’ICAP et adaptées aux pratiques locales. Fort de résultats prometteurs, le système proposé renforce la stratégie de dépistage largement adoptée en Europe et en Amérique du Nord, en améliorant significativement la reconnaissance des aspects d’ANA et en facilitant l’identification des auto-anticorps par des tests quantitatifs réflexes ciblés, permettant in fine un diagnostic efficace et précis des MAI. Le but du stage est de contribuer au déploiement local du système pour permettre une évaluation pratique des performances obtenues en recherche.

Poste et missions

Lors de ce stage, vous travaillerez principalement dans le secteur Allergie-Humorale-Auto-immunité du laboratoire d’Immunologie du CHU de Bordeaux, avec le support d’un bioinformaticien en poste. Ce dernier est impliqué dans plusieurs projets transversaux, notamment le développement d’outils spécifiques pour le laboratoire et la mise en place d’une base de données exhaustive. Vous serez également supervisé à distance par un biologiste médical ayant une expertise en bioinformatique et en deep- learning, avec qui vous aurez des réunions régulières pour discuter et prioriser les missions. Vous bénéficierez également d'une supervision scientifique par des biologistes médicaux.

L’environnement de travail vous offrira des interactions avec des techniciens de laboratoire, des internes et des biologistes médicaux, qui seront les principaux utilisateurs des outils développés, ainsi qu’avec des services transversaux du CHU, tels que la cellule qualité du Pôle Biologie-Pathologie, la cellule dédiée aux paramétrages informatiques du Pôle (CBI), et la Direction des équipements numériques (DENUM).

Objectif 1 : Mise en place et analyse des résultats d’une application Web en local

a) Mise en place d’une application Web

Une application Web, développée par l’INRIA, permettant l’utilisation du code de classification décrit plus haut, sera accessible via un lien sécurisé, autorisé par le CHU. En collaboration avec votre superviseur et un ingénieur de l’INRIA, vous devrez vous approprier cet outil afin de le déployer au laboratoire. Une formation et un accompagnement des utilisateurs dans l’utilisation de l’application sont attendus. L’objectif est d’intégrer l’application dans le flux quotidien d’analyses, ce qui représente environ 12 000 examens par an au CHU de Bordeaux.

L’application, encore en phase de développement simplifiée, comporte un module de chargement des images à analyser, une zone de pré-saisie (menu déroulant) pour le personnel habilité à estimer le résultat, une zone d’affichage du résultat proposé par l’algorithme, ainsi qu’une fenêtre décisionnelle (« D’accord » / « Pas d’accord ») permettant de valider ou non la proposition de l’algorithme. En cas de désaccord, le résultat préféré sera sélectionné.

Concrètement, votre mission consistera à réaliser l’intégration de l’utilisation de l’application dans les procédures du laboratoire en collaboration avec les biologistes, à gérer les difficultés rencontrées par les utilisateurs, et à identifier les améliorations à apporter, qui seront communiquées à l’équipe INRIA.

b) Analyse des résultats collectés et étude rétrospective

L'analyse des résultats issus de la mise en place de l’application est attendue. Cela inclut la génération de statistiques sur la concordance entre l’interprétation humaine et celle de l'algorithme. Les cas discordants devront être recensés, revus par le biologiste médical responsable du projet, et discutés avec vous.

En outre, une tâche supplémentaire consistera à classifier les images capturées antérieurement dans une base de données à l’aide d’algorithmes. Ce travail a un double objectif : obtenir un volume plus conséquent d’images classées et évaluer la concordance entre les diagnostics humains et informatiques. Cette tâche sera effectuée en collaboration avec le biologiste médical en charge du projet.

Toutes les suggestions d’améliorations ou d’optimisations de l’interface et/ou des algorithmes seront les bienvenues. Ces propositions seront évaluées, ajustées, et priorisées lors de réunions régulières.

Objectif 2 : Gestion des images générées par le microscope

a) Créer le flux entre le microscope capturant les images et l’application Web d’interprétation

Actuellement, les images analysées sont capturées au format TIF par un microscope automatisé et stockées sur le disque dur du PC contrôlant le microscope. Ce disque n'est pas accessible depuis tous les postes informatiques du laboratoire et n'est pas connecté à Internet. L'un des objectifs sera de proposer une solution d’extraction automatisée des images d’intérêt pour les rendre facilement accessibles. Il sera nécessaire de réfléchir à une méthode simplifiée pour faciliter l'utilisation de l'application Web, par exemple un mécanisme de "clic and drop" des images par le personnel, ou bien une récupération automatique des images directement depuis l’application.

b) Proposer une solution de tri des données générées par les microscopes automatisés

Les sauvegardes des images sont actuellement réalisées manuellement plusieurs fois par an. Cependant, ce processus n'est ni rigoureux ni bien organisé, en raison du manque de temps, de la complexité de la tâche, et surtout de la difficulté à identifier quelles données sont réellement importantes à long terme. L’objectif sera de développer une solution de sauvegarde automatisée et systématique. Il sera également nécessaire de proposer un système de tri efficace des images par type de tissu. Bien que l'application Web n’analyse actuellement qu'un seul type de tissu, plus d'une dizaine sont étudiés au laboratoire. Ce tri facilitera la recherche et permettra, à terme, de développer des algorithmes d’interprétation pour d’autres types d’analyses dans ce secteur.

Objectif 3 : Participation à la mise en place d’un outil qualité sur un application Web interne

En 2024, un outil a été développé pour le suivi des tendances des contrôles qualité internes (CQI) du laboratoire, conformément aux règles statistiques de Westgard. Cet outil inclut des alertes en cas de non-conformité et génère des graphiques personnalisés de type Levey-Jennings. Il fait partie d’un projet transversal inter-laboratoires visant à créer une application Web et une base de données centralisées, développées en interne par les bioinformaticiens du pôle Biologie-Pathologie, afin de fournir des outils d’aide au travail de routine et un stockage sécurisé des données de travail.

Votre rôle consistera à assurer le déploiement de cet outil, déjà en grande partie développé, à participer à la formation des utilisateurs en collaboration avec le bioinformaticien du laboratoire, et à contribuer à l'amélioration continue des scripts. Cela inclut l'ajout de nouvelles fonctionnalités, la correction des erreurs, et le respect des critères de qualité et de sécurité.
À terme, cet outil sera utilisé quotidiennement par plusieurs secteurs du laboratoire pour évaluer la performance de chaque technique réalisée.

Enfin, le laboratoire étant soumis à plusieurs niveaux d’accréditation, notamment sur le volet bioinformatique, vous participerez à l’élaboration et à la formalisation des tests nécessaires pour qualifier et valider ces outils.

Environnement de travail

                Ce stage se déroule dans un laboratoire dynamique et ambitieux, tant sur le plan informatique que bioinformatique. Nous encourageons la liberté d’action et la prise d’initiatives plutôt que de vous imposer des projets strictement cadrés. Ainsi, chaque mission présentée pourra être rediscutée et adaptée selon vos suggestions, celles de vos encadrants, ainsi que les retours des différents contacts techniques.

En plus des missions prévues, nous considérons essentiel votre intégration dans l’équipe et la compréhension des activités du laboratoire. Vous serez donc invité à observer les différentes techniques réalisées et à poser vos questions au personnel pour approfondir votre culture des pratiques en laboratoire.

Nous avons conscience que le service public peut parfois être réticent au changement, et que cela peut entraîner certaines longueurs. Cependant, cet aspect ne doit pas être une source d’inquiétude. Tout sera mis en œuvre pour atteindre les objectifs fixés et vous fournir les technologies nécessaires à la réalisation de vos missions, comme cela a toujours été le cas. De plus, vous pouvez être assuré que votre travail sera reconnu et apprécié, surtout pour l’aide précieuse qu’il apportera au laboratoire.

Nous recherchons une personne motivée, consciencieuse et curieuse de découvrir et participer à la vie d’un laboratoire d’analyses médicales.

Périmètre technique du poste

Langages de programmation informatique : Python3, Html/CSS, Javascript, SQL, Bash
Framework :  Django 4
Environnements : Windows 10, Linux Debian, Excel

Compétences requises

• Connaissance de base des outils bioinformatiques
• Bonne communication orale et écrite
• Curiosité d’esprit
• Autonomie
• Capacité de veille scientifique
• Rédaction rigoureuse de toutes les étapes de codes et commentaires permettant une continuité du projet
• Esprit d’équipe
• Sens du service public
• Maîtrise de l’anglais