La vidéo du laboratoire raconte l'histoire :minuscule, les vers parasites nageant librement dans une solution nutritive sont actifs et mobiles; exposer le même genre de vers à un mélange de quatre médicaments optimisés par une technique d'ingénierie et ils sont partiellement paralysés, lutter sur place.

L'expérience démontre qu'une technologie d'ingénierie développée et brevetée par Chih-Ming Ho de l'Université de Californie, Los Angeles - c'est ce qu'on appelle une technique d'optimisation du contrôle du système de rétroaction - peut rapidement identifier des combinaisons de médicaments puissants qui sont efficaces sur un organisme modèle de petit animal.

La découverte est signalée en ligne aujourd'hui, 4 octobre dans la revue Avancées scientifiques . Les auteurs principaux de l'article sont Santosh Pandey, professeur agrégé de génie électrique et informatique à l'Iowa State University; et Xianting Ding, professeur à l'École de génie biomédical de l'Université Jiao Tong de Shanghai en Chine. Les co-auteurs sont Zach Njus, un ancien étudiant diplômé de l'État de l'Iowa; Taejoon Kong, un étudiant diplômé actuel de l'État de l'Iowa ; Wenqiong Su de l'université de Shanghai; et Ho, un éminent professeur de recherche en génie mécanique et aérospatial à l'UCLA.

La recherche a été partiellement financée par des subventions à Pandey de la National Science Foundation et de la Defense Threat Reduction Agency. Des subventions chinoises ont également soutenu partiellement le projet. Jo Anne Powell-Coffman, professeur et titulaire de la chaire de génétique, développement et biologie cellulaire dans l'État de l'Iowa, ont fourni des informations sur le travail avec les nématodes. La technique de Ho a été brevetée en 2012 en tant qu'appareil et méthodes associées pour manipuler et optimiser les systèmes biologiques.

L'expérience pourrait conduire à d'autres travaux qui produisent des traitements efficaces contre les vers ronds parasites, ou nématodes, qui contribuent à la maladie chez les humains et le bétail, dit Pandey. Les quelques médicaments disponibles pour traiter les vers ronds perdent de leur efficacité à mesure que les parasites développent une multirésistance aux médicaments.

Dans cette étude, spécimens de la Caenorhabditis elegans nématodes ont été placés dans des chambres d'essai microfluidiques et exposés à différentes combinaisons de quatre médicaments qui paralysent les nématodes - lévamisole, pyrante, la méthyridine et la tribendimidine.

L'expérience s'est appuyée sur des travaux antérieurs du groupe de recherche de Pandey pour tester les effets de médicaments individuels sur la C. elegans nématode. Pour mesurer les effets des médicaments, le laboratoire a développé un logiciel de suivi vidéo qui quantifie le mouvement d'un ver en termes de vitesse et de courbure. La vidéo de cette étude a capturé et suivi les mouvements des vers à une image par seconde pendant 10 minutes.

"Nous voulions quantifier les événements de paralysie chez les vers à l'aide d'un simple, ensemble de paramètres identifiables, " a déclaré Pandey. " Un ver avec la courbure la plus élevée et la vitesse la plus faible se débat vraiment et est paralysé. "

Pandey a déclaré que l'objectif de l'étude était de trouver un mélange qui réduisait les concentrations de médicaments tout en augmentant la toxicité. Cela pourrait réduire les coûts de traitement des parasites et lutter contre le développement de la résistance aux médicaments.