Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour ont créé une nouvelle plate-forme avec le potentiel d'extraire de minuscules biomarqueurs circulants de la maladie du sang des patients. Ce simple, Une technique rapide et pratique pourrait aider à réaliser des diagnostics de biopsie liquide, une procédure moins invasive que l'étalon-or actuel :les biopsies tumorales. Détails de la nouvelle technique, qui utilise un équipement de laboratoire standard, sont signalés cette semaine dans Biomicrofluidique .

Les vésicules extracellulaires sont des messagers cellulaires que l'on peut trouver dans le sang. Dans le cancer, maladies cardiovasculaires et sanguines, les vésicules transportent des molécules spécifiques liées à la maladie (biomarqueurs) qui peuvent être utilisées pour diagnostiquer ces maladies. Cependant, il est difficile d'isoler les vésicules du sang, car ce sont de minuscules particules, seulement 30-1, 000 nanomètres de taille.

Les méthodes actuelles d'extraction sont cliniquement fastidieuses, chronophage et coûteux, avec un faible débit et une pureté d'extrait médiocre. Dans cette recherche, les scientifiques ont utilisé une technique centrifuge microfluidique, où un rotor en rotation génère de la pression, forcer l'échantillon de sang du patient à s'écouler à travers les canaux microscopiques d'une puce microfluidique spécialement conçue. La force centrifuge qui entraîne cette extraction est similaire à la force G ressentie lors de la conduite d'une montagne russe, seulement beaucoup plus fort.

Un échantillon de sang est d'abord ajouté à l'entrée de la puce, puis la puce est placée dans la plate-forme centrifuge de séparation et d'extraction de nanoparticules (μCENSE). μCENSE est ensuite chargé dans une centrifugeuse de laboratoire standard et centrifugé. Il faut moins de huit minutes pour que le sang et les vésicules se séparent, et l'extrait peut être retiré de la sortie des copeaux. C'est cent fois plus rapide que la méthode ultracentrifuge à grande vitesse qui a été utilisée dans le passé. La plate-forme μCENSE a été conçue pour augmenter le champ de force externe dans un rayon plus petit, minimisant la force centrifuge et les exigences de temps.

« Alors que nous faisons tourner la puce microfluidique, l'échantillon dans l'entrée commence à migrer ou à se déplacer dans ce canal courbe, " dit Chwee Teck Lim, le responsable de l'étude de l'équipe. "Une fois là, les forces centrifuges commencent à séparer les plus petites vésicules des plus grosses particules, parce que les forces agissant sur les vésicules de différentes tailles sont différentes. Donc, lorsqu'ils se déplacent de l'entrée à la sortie, ils commencent à se séparer en différentes zones. Les plus petites particules restent près de la paroi interne du canal et les plus grosses particules se déplacent vers la paroi externe du canal, et cela les sépare en deux sorties. » Ce processus est similaire à la façon dont un séparateur tourne pour retirer la crème du dessus du lait.

Une fois isolé, le contenu moléculaire des vésicules peut être testé pour certains biomarqueurs de la maladie. Ce processus comprend l'examen de la teneur en acides nucléiques et en protéines. Pour cette étude, le groupe a démontré avec succès que l'μCENSE était capable de séparer et d'enrichir des vésicules de milieu liquide exposées à des cellules cultivées en laboratoire, en montrant que le biomarqueur protéique des vésicules, CD63, était présent.

La plate-forme μCENSE est très polyvalente pour de multiples manipulations à l'échelle microscopique, car la puce microfluidique peut être repensée pour la nanoparticule qui doit être extraite.

Actuellement, Le groupe de Lim développe la conception de la puce prototype pour augmenter son débit, et rationaliser les tests cliniques. "Nous envisageons déjà d'essayer de mener un essai sur des échantillons cliniques de patients, " dit Lim. En fin de compte, il espère utiliser cette technique pour identifier les biomarqueurs qui seront utiles pour détecter le cancer.