(PhysOrg.com) -- Les nano-aiguilles réelles capables d'interroger de petites cellules sans causer de dommages cellulaires ne sont pas devenues réalité jusqu'à présent.

Les rendus d'artiste d'une nano-aiguille piquant une seule cellule sont devenus le symbole de la nanotechnologie, font surface sur les couvertures de magazines et de livres depuis environ une décennie, mais les nano-aiguilles réelles capables d'interroger de petites cellules sans causer de dommages cellulaires ne sont devenues réalité que récemment. Une équipe d'ingénieurs de l'Université Drexel, des scientifiques et des biologistes ont développé un dispositif à base de nanotubes de carbone pour sonder des cellules vivantes uniques sans les endommager. Cette technique permettra aux experts d'identifier les maladies à un stade précoce et de faire progresser la découverte de médicaments.

Les recherches menées par le Dr Yury Gogotsi, professeur de science et d'ingénierie des matériaux et directeur de l'A.J. Institut Drexel de nanotechnologie, et le Dr Gary Friedman, professeur de génie électrique, utilise le dispositif à base de nanotubes, connu sous le nom d'endoscope cellulaire, pour évaluer des cellules environ mille fois plus petites qu'un cheveu humain. L'endoscope cellulaire interroge l'environnement intracellulaire des cellules vivantes, délivre des points quantiques fluorescents et analyse les molécules à l'intérieur d'une cellule sans que la cellule ne reconnaisse la présence de l'aiguille.

« Le W. M. Keck Institute for Attofluidic Probes de Drexel fabrique désormais les plus petits endoscopes jamais créés, », a déclaré Gogotsi. « Les endoscopes fournissent une technologie potentiellement transformatrice pour étudier les principes fondamentaux des cellules vivantes individuelles et plus largement, pour la biologie cellulaire.

Les biologistes cellulaires détruisent généralement un grand nombre de cellules pour extraire les composants cellulaires et les molécules biologiques nécessaires à l'identification des maladies et à l'analyse des effets des nouveaux médicaments, ou pour mieux comprendre le fonctionnement de la cellule. Les pipettes en verre sont largement utilisées pour injecter du matériel dans les cellules. Les pipettes causent trop de dommages pour rester longtemps dans la cellule et ne sont pas conçues pour rapporter des informations sous forme de signaux optiques ou électriques provenant de l'intérieur de la cellule.

« Nous avons eu une idée pour une sonde cellulaire mini-invasive, dont la pointe pourrait rester longtemps dans la cellule tout en signalant des informations importantes sous la forme de signaux optiques et électriques et en transférant de minuscules quantités de matière vers et depuis la cellule. Cette sonde est similaire à un endoscope utilisé par les médecins pour effectuer des opérations mini-invasives chez des patients humains, seulement beaucoup plus petit », a déclaré Friedman.

« Un endoscope cellulaire rapporté ici est un roman, mais un appareil conceptuellement simple, " a déclaré Riju Singhal, doctorant et auteur de l’article « Multifunctional carbon-nanotube cellular endoscopes » publié dans le Nature Nanotechnologie journal.

"Il se compose d'un seul nanotube de carbone connecté aux pointes de micropipettes en verre plus grandes qui sont couramment utilisées dans les études biologiques, leur permettant de se généraliser dans un futur proche, ", a déclaré Singhal.

Dr Michael Schrlau, professeur assistant de recherche en science et ingénierie des matériaux de Drexel qui dirige le laboratoire de recherche de l'Institut W. M. Keck, mentionné, « Nous nous appuyons maintenant sur les multiples fonctions démontrées des endoscopes cellulaires pour aider à répondre à des questions insaisissables sur la biologie cellulaire. Une application des endoscopes cellulaires activement recherchée est la spectroscopie Raman intracellulaire à surface améliorée avec des endoscopes recouverts d'or.