Chang Lu et son groupe de recherche en génie chimique à Virginia Tech ont découvert comment "améliorer considérablement" la livraison de charges utiles d'ADN dans les cellules. La description de leur travail figurera sur la couverture de Laboratoire sur puce (numéro 16), le premier journal pour les chercheurs en microfluidique.

L'œuvre apparaît également dans le numéro du 8 juillet de La nature magazine (Vol. 466, p. 163).

L'objectif ultime de Lu est d'appliquer cette technique pour créer des cellules génétiquement modifiées pour l'immunothérapie du cancer, thérapie par cellules souches et régénération tissulaire.

L'une des méthodes physiques les plus largement utilisées pour introduire des gènes dans les cellules "est incroyablement inefficace car seule une petite fraction de la surface totale de la membrane d'une cellule peut être pénétrée, " dit Lou, professeur agrégé de génie chimique à Virginia Tech.

La méthode à laquelle Lu fait référence est appelée électroporation, un phénomène connu depuis des décennies qui augmente la perméabilité d'une cellule en appliquant un champ électrique pour générer de minuscules pores dans la membrane des cellules.

Lu a qualifié le processus de "nouvelle version de l'administration d'ADN". Il a expliqué le processus en disant :"Les méthodes d'électroporation conventionnelles ne délivrent de l'ADN que dans une très petite partie de la surface cellulaire, déterminé par la physique régissant l'interaction entre un champ électrique et une cellule. Notre méthode permet une livraison d'ADN uniforme sur toute la surface cellulaire, c'est la première fois que nous savons que cela est démontré. Le résultat est un transfert considérablement amélioré du matériel génétique. »

Lu a déclaré que sa nouvelle approche exploite "les effets hydrodynamiques qui se produisent uniquement lorsque les fluides s'écoulent le long de chemins incurvés. L'écoulement dans ces conditions est connu pour générer des tourbillons. Les cellules portées par un tel écoulement subissent une rotation et une rotation qui aident à exposer la majeure partie de sa surface à l'électricité " La livraison de gènes effectuée par des flux dans des chemins incurvés est la clé de la livraison de gènes par opposition à celle traditionnellement utilisée, électroporation en solution statique ou en canaux droits. "Une conception de canal en forme de spirale offre une multiplication par deux par rapport à un canal droit et un facteur encore plus important par rapport à une solution statique, " il ajouta.

En utilisant la microscopie à fluorescence, ils ont pu « cartographier » la zone à la surface de la cellule qui a été soumise à l'électroporation, et déterminer l'étendue de l'entrée d'ADN dans la cellule.

Lu a expliqué que la livraison conventionnelle utilisant un dispositif de type cuvette avec suspension cellulaire statique produit une livraison d'ADN confinée à une zone étroite sur la surface cellulaire. Cependant, lorsque l'électroporation est appliquée à des cellules en écoulement dans un canal en spirale ou incurvé, les images "semblent radicalement différentes avec la livraison d'ADN uniformément répartie sur toute la surface cellulaire."