Une nouvelle invention d'une équipe de chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) est prometteuse pour un moyen plus rapide et moins cher de diagnostiquer les maladies avec une grande précision. Le professeur Zhang Yong du département de génie biomédical de la faculté de génie NUS et son équipe ont développé une minuscule puce microfluidique qui pourrait détecter efficacement des quantités infimes de biomolécules sans avoir besoin d'un équipement de laboratoire complexe.

Le diagnostic des maladies implique la détection et la quantification de bio-particules de taille nanométrique telles que l'ADN, protéines, virus, et les exosomes (vésicules extracellulaires). Typiquement, la détection de biomolécules telles que les protéines sont réalisées à l'aide de dosages colorimétriques ou de marquage fluorescent avec un anticorps secondaire pour la détection, et nécessite un équipement de détection optique complexe tel que la microscopie à fluorescence ou la spectrophotométrie.

Une alternative pour réduire le coût et la complexité de la détection des maladies est l'adoption de techniques sans marquage, qui gagnent du terrain ces derniers temps. Cependant, cette approche nécessite une ingénierie de précision des nano-caractéristiques (dans une puce de détection), montages optiques complexes, nouvelles nano-sondes (telles que l'oxyde de graphène, nanotubes de carbone, et nanotiges d'or) ou des étapes d'amplification supplémentaires telles que l'agrégation de nanoparticules pour obtenir une détection sensible des biomarqueurs.

« Notre invention est un exemple de diagnostic perturbateur. Cette minuscule biopuce peut détecter avec sensibilité des protéines et des vésicules de polymère de taille nanométrique avec une concentration aussi faible que 10ng/mL (150 pM) et 3,75 μg/mL respectivement. Elle a également une très faible empreinte. , pesant seulement 500 mg et mesure 6 mm³. La détection peut être effectuée à l'aide de microscopes de laboratoire standard, rendant cette approche très attractive pour une utilisation dans le diagnostic sur le lieu de soins, " a expliqué le professeur Zhang.

Son équipe, comprenant le Dr Kerwin Kwek Zeming et deux NUS Ph.D. étudiants M. Thoriq Salafi et Mme Swati Shikha, ont publié leurs découvertes dans une revue scientifique Communication Nature le 28 mars 2018.

Nouvelle approche pour le diagnostic de la maladie

Cette nouvelle approche sans marqueur fluorescent utilise les décalages latéraux de la position du substrat de microbilles dans les réseaux de piliers, pour quantifier les biomolécules, basé sur le changement des forces de surface et de la taille, sans avoir besoin d'équipement externe. En raison de l'utilisation du déplacement latéral, les nano-biomolécules peuvent être détectées en temps réel et la détection est nettement plus rapide par rapport à la détection basée sur un marqueur fluorescent.

« Ces techniques peuvent également être étendues à de nombreux autres types de nano-biomolécules, y compris la détection des acides nucléiques et des virus. Pour compléter cette technologie de puce, nous développons également un accessoire portable basé sur un smartphone et une pompe microfluidique pour rendre l'ensemble de la plate-forme de détection portable pour le diagnostic des maladies en laboratoire externe. Nous espérons développer davantage cette technologie pour la commercialisation, ", a déclaré le professeur Zhang.