Des chercheurs de l'Université de l'État de Washington ont montré pour la première fois qu'ils peuvent utiliser des champs électriques pour obtenir des informations précieuses sur les minuscules, vésicules flottantes qui se déplacent chez les animaux et les plantes et sont d'une importance critique pour de nombreuses fonctions biologiques.

La nouvelle technique pourrait permettre aux chercheurs d'obtenir plus facilement et moins cher des informations importantes sur de nombreux processus biologiques, de la compréhension de la propagation de l'infection chez l'homme à l'amélioration des techniques d'administration de médicaments. Dirigé par l'étudiant diplômé Adnan Morshed et Prashanta Dutta, professeur à l'École de génie mécanique et des matériaux, l'ouvrage a été publié en Liquides d'examen physique .

À la base d'une grande partie de la biologie se trouvent les cellules et, à des échelles encore plus petites, des bulles ressemblant à des cellules qui flottent dans un liquide effectuant des tâches d'une importance cruciale. Donc, par exemple, les neurones communiquent dans notre cerveau à travers des vésicules qui transportent des informations et des produits chimiques d'un neurone à l'autre. Le virus VIH est une autre petite vésicule. Heures supplémentaires, la vésicule porteuse du VIH se modifie et devient plus rigide, ce qui indique que le virus devient de plus en plus infectieux.

Mais étudier les propriétés de ces sacs cellulaires minuscules et d'une importance critique qui voyagent à travers les organismes dans les fluides a été difficile, surtout lorsque les chercheurs arrivent aux plus petits flotteurs de 40 à 100 nanomètres. Pour étudier les processus biologiques à de minuscules échelles, les chercheurs utilisent des microscopes à force atomique, qui nécessitent de retirer les vésicules de leurs maisons flottantes naturelles. Le procédé coûte cher, lourd, et lent. Par ailleurs, en les sortant de leur milieu naturel, les matériaux biologiques ne présentent pas non plus nécessairement leur comportement naturel, dit Dutta.

L'équipe de recherche WSU a développé un système qui utilise un système microfluidique et des champs électriques pour mieux comprendre les vésicules. Semblable à un vérificateur d'épicerie qui identifie les produits lorsqu'ils sont passés sur un scanner, les chercheurs appliquent des champs électriques dans un liquide lorsque la vésicule traverse un pore étroit. En raison du champ électrique, la vésicule bouge, se déforme, ou réagit différemment selon sa composition chimique. Dans le cas des vésicules du VIH, par exemple, les chercheurs devraient être capables de voir le champ électrique affecter les plus rigides, vésicule plus infectieuse d'une manière différente d'une plus souple, vésicule moins infectieuse. Pour l'administration de médicaments, le système pourrait différencier une vésicule qui contient plus ou moins d'un médicament, même si les deux cellules peuvent sembler identiques au microscope.

"Notre système est à faible coût et à haut débit, " a déclaré Dutta. "Nous pouvons vraiment numériser des centaines d'échantillons à la fois."

Il a ajouté qu'ils peuvent modifier la vitesse du processus pour permettre aux chercheurs d'observer plus attentivement les changements de propriété.

Les chercheurs ont développé un modèle et l'ont testé avec des liposomes synthétiques, minuscules sacs qui sont utilisés pour l'administration ciblée de médicaments. Ils espèrent commencer bientôt à tester le processus avec des matériaux biologiques plus réalistes.