​En développant des biomarqueurs pour le diagnostic et le suivi thérapeutique, des molécules bioactives et des dispositifs médicaux, les équipes de l’institut participent à l’élaboration de la médecine du futur, préventive, prédictive, personnalisée et participative. Les applications cliniques concernent principalement les maladies du cerveau, les maladies des systèmes et la cancérologie mais aussi le parcours de soin, en lien avec l’hôpital.

Les biomarqueurs sont des paramètres biologiques mesurables, associés à un processus physiologique ou pathologique. Ils peuvent être utilisés pour le diagnostic, le suivi et pronostic de l’évolution d’une maladie ou le succès d’un traitement. Les équipes de l’institut cherchent à identifier et valider des biomarqueurs par des approches omiques (recherche de biomarqueurs moléculaires) ou d’imagerie biomédicale (recherche de biomarqueurs d’imagerie). Leurs travaux reposent sur l’analyse sans a priori de populations définies (cohortes médicales).  Les données obtenues peuvent être traitées, en particulier par des techniques d’IA qui permettent de faire émerger des motifs cachés inédits, véritables signatures de différents états ou stade des maladies et hors de portée d’une analyse simple. Celles-ci permettent non seulement la stratification des patients et des pathologies pour une médecine de précision, mais peuvent aussi apporter des informations sur les mécanismes des pathologies étudiées et ouvrir la voie à de nouveaux traitements.

D’autres travaux exploitent les compétences complémentaires de l’institut (chimie, criblage haut-débit, ingénierie des protéines, radiochimie et imagerie associée) pour concevoir des molécules ou des nanoparticules bioactives à visée diagnostique et thérapeutique. Pour être efficaces, ces outils moléculaires doivent présenter une sélectivité et une affinité élevées vis-à-vis de leurs cibles. Ce sont par exemple des composés organiques synthétiques, des anticorps, ou un large répertoire de peptides/protéines issus de sources naturelles (des venins par exemple). Grâce au radio-marquage et à l’imagerie associée, la distribution et les sites d’action de ces candidats médicaments peuvent être directement étudiés in vivo (métabolisme, passage des barrières, fixation).

Les compétences en ingénierie des équipes de l’institut conduisent aussi à développer des dispositifs médicaux (DM). La maîtrise des méthodes d’immuno-analyses permet d’élaborer des tests de détection et de diagnostic, sensibles, spécifiques et rapides. Ils servent à valider des biomarqueurs moléculaires ou à répondre aux besoins de la lutte contre le bioterrorisme ou les maladies infectieuses. D’autres DM ont été développés, tels que des systèmes microfluidiques automatisés pour les les radiosynthèses ou, plus récemment, des respirateurs dans le contexte de la crise sanitaire.

Pour intégrer l’innovation en santé, il est indispensable de valider le plus tôt possible les applications envisagées ainsi que leurs conditions d’usage. Aussi, l’association directe du monde médical aux activités de recherche est essentielle, en amont des projets, pour tester la pertinence des applications et leurs conditions d’usages, et en aval des projets, pour mettre en place les études cliniques indispensables au transfert ou à la mise sur le marché de produits (dispositifs, médicaments, analyse de données…). Dans ce contexte, une plateforme collaborative d'intégration de l'innovation en milieu hospitalier, ouverte, adossée au futur hôpital de Paris-Saclay et destinée à accompagner et faciliter la validation clinique ou en vie réelle de technologies pour la santé sera mise en place (projet PASREL (Paris-saclay foRmation rEcherche & hôpitaL), portée par l’Université Paris-Saclay et opérée par le CEA).