Illustration de la rupture de microbulles (MB) induite par les ultrasons provoquant des pores temporaires dans les membranes cellulaires, qui permet l'entrée de molécules solubles comme le tréhalose (pas à l'échelle). Crédit :Jonathan A Kopechek
Assurer une conservation adéquate des millions d'unités de sang qui sont données chaque année représente un défi pour les banques de sang, car le sang ne peut généralement être conservé que six semaines après le don. Une solution potentielle au problème tente de sécher le sang en utilisant un conservateur à base de sucre que les organismes vivant dans certains des environnements les plus extrêmes de la Terre produisent pour résister à de longues périodes de sécheresse. De nouveaux travaux sur la technologie des ultrasons cherchent à ouvrir la voie à l'insertion de ces sucres dans les globules rouges humains, dans le but de les aider à durer des années.
Des chercheurs de l'Université de Louisville ont démontré une nouvelle façon d'utiliser les ultrasons pour créer des pores dans les cellules sanguines, ce qui permet à la molécule de tréhalose de pénétrer dans les cellules et d'éviter leur dégradation une fois séchée pour la conservation. Des bulles microscopiques oscillantes de gaz inertes avec ultrasons permettent au système microfluidique d'augmenter le nombre de cellules viables pouvant être réhydratées. Les chercheurs discutent de leur travail dans le Biomicrofluidique .
L'approche pourrait conduire à des moyens d'augmenter la durée de conservation des dons de sang de quelques semaines à plusieurs années. De telles avancées seraient une aubaine pour ceux qui ont besoin de sang dans des régions où l'accès aux dons est difficile, comme sur le champ de bataille ou dans l'espace.
"Ce qui est unique à ce sujet, c'est qu'il n'y a pas beaucoup d'autres études qui examinent l'utilisation de l'acoustofluidique pour placer une molécule comme celle-ci à l'intérieur des globules rouges, " a déclaré l'auteur Jonathan Kopechek. " C'est aussi intéressant, car cela nous permet de stocker le sang sans le garder au frais.
Quand ça n'aide pas ces extrêmophiles à survivre, le tréhalose est un sucre relativement bon marché qui est si sûr qu'il est utilisé comme conservateur pour les produits alimentaires, comme le glaçage de beignet.
Le groupe a construit un canal en forme de spirale qui a exposé les cellules sanguines au tréhalose tout en étant entouré de microbulles. Ils ont réglé les vibrations ultrasonores à l'aide de plusieurs paramètres jusqu'à ce que les bulles secouent des trous nanométriques dans les membranes des cellules sanguines, juste assez gros pour que le tréhalose ou une molécule fluorescente étroitement apparentée appelée fluorescéine pénètre et juste assez brièvement pour maintenir l'intégrité du sang.
Après avoir confirmé que la fluorescéine pouvait pénétrer dans les cellules des échantillons de test, ils ont ajouté du tréhalose à un nouveau lot d'échantillons, séché le sang, l'a réhydraté, et effectué des tests pour compter combien de cellules sanguines étaient encore viables après le processus.
La technique des ultrasons a permis de préserver une portion significativement plus élevée de cellules en ajoutant du tréhalose au lieu de laisser le tréhalose de côté.
Le groupe cherche à améliorer le rendement de sa technique dans l'espoir de vérifier l'efficacité du sang conservé à sec chez les patients.