Les scientifiques du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont développé des équipements de laboratoire qui facilitent la recherche de substances actives et l'examen d'échantillons cellulaires, réduire les coûts jusqu'à un facteur 100.

Les méthodes de traitement peuvent désormais être mieux adaptées aux besoins individuels des patients. Les scientifiques du KIT ont trouvé un moyen d'exécuter des criblages dits à haut débit avec des milliers d'échantillons testés en parallèle sans aucun coût, systèmes robotiques complexes qui ont été nécessaires jusqu'à présent.

Le chimiste Pavel Levkin de l'Institut de toxicologie et de génétique (ITG) du KIT et son équipe multidisciplinaire ont développé une surface sur laquelle des solutions aqueuses s'auto-arrangent en milliers de gouttelettes séparées. "Sur un microréseau à gouttelettes (DMA), des échantillons biologiques tels que du tissu provenant d'une biopsie peuvent être soumis à un criblage de substance, " déclare Simon Widmaier, membre de l'équipe.

Chaque gouttelette individuelle est utilisée comme tube à essai pour des expériences biologiques. Les robots de pipetage et les pointes de pipette utilisés aujourd'hui ne sont plus nécessaires. "Un employé de laboratoire individuel peut exécuter des milliers d'expériences de dépistage de substances en quelques secondes." Le potentiel de réduction des coûts de cette nouvelle technologie est énorme, selon Widmaier. "Un robot de pipetage coûte plusieurs 10, 000 euros et doit être opéré par un expert. » Chaque étape de pipetage coûte à elle seule de cinq à sept centimes pour une pointe de pipette.

Grâce à une méthode d'exposition aux UV très précise, des zones hautement hydrophiles et hautement hydrofuges sont produites sur la surface du réseau. Par conséquent, la taille des gouttelettes à étudier peut varier entre trois et 250 nanolitres (un nanolitre correspond à un milliardième de litre). Lors de l'utilisation de plaques de microtitration conventionnelles avec des lignes et des rangées de dépressions, au moins 40 microlitres (un millionième de litre) de réactifs sont nécessaires. "Estimé approximativement, un DMA consomme mille fois moins de réactif. Comme ces substances sont souvent très chères - certaines sont plus chères que l'or - c'est un gros avantage pour les utilisateurs, " dit Widmaier.

De plus, la technologie de pipetage classique ne permet pas de portionner des fluides avec des solides finement dispersés, par exemple. cellules, en quantités nanolitres. Sur le nouveau polymère biologiquement compatible, par contre, des expériences sont possibles en utilisant quelques cellules vivantes. La technologie présente de grands avantages lors du dépistage des cellules souches et primaires pour l'effet des substances sur les organes humains. Widmaier s'attend à ce que les résultats du dépistage soient plus fiables et que le développement de médicaments coûtera beaucoup moins cher à l'avenir.

Les chercheurs souhaitent également permettre aux laboratoires de diagnostic d'effectuer plus facilement des dépistages personnalisés de substances, par ex. traitement du cancer. Durer, mais pas des moindres, les coûts des grandes sociétés pharmaceutiques seront réduits. « La technologie DMA résout le problème central de la miniaturisation des expériences cellulaires et permet des criblages de substances médicales et de plus petits volumes cellulaires, un exemple étant les tissus de biopsie de patients. Nous voulons développer, produire, et commercialiser des microarrays à gouttelettes, plateformes de produits, et kits de dépistage, et les proposer aux instituts de recherche, centres de dépistage, et pharmaceutiques pour le criblage de substances cellulaires dans le cadre de la médecine personnalisée, " dit Widmayer. Les premiers prototypes sont en cours de test sur le marché.