La capacité de transférer un gène ou une séquence d'ADN d'un animal dans le génome d'un autre joue un rôle essentiel dans un large éventail de recherches médicales, y compris le cancer, La maladie d'Alzheimer, et le diabète.

Mais la méthode traditionnelle de transfert de matériel génétique dans une nouvelle cellule, appelé « micro-injection, " a un sérieux inconvénient. Il s'agit d'utiliser une petite pipette en verre pour pomper une solution contenant de l'ADN dans le noyau d'un ovule, mais le liquide supplémentaire peut faire gonfler la cellule et la détruire, entraînant un taux de mort cellulaire de 25 à 40 %.

Maintenant, grâce au travail des chercheurs de l'université Brigham Young, il existe un moyen d'éviter la mort cellulaire lors de l'introduction d'ADN dans des ovules. Dans Examen des instruments scientifiques , l'équipe décrit son nanoinjecteur de système microélectromécanique (MEMS), qui a été conçu pour injecter de l'ADN dans des zygotes de souris (embryons unicellulaires constitués d'un ovule fécondé).

"Essentiellement, nous utilisons des forces électriques pour attirer et repousser l'ADN, ce qui permet aux injections de se produire avec un minuscule, lance électriquement conductrice, " a expliqué Brian Jensen, professeur agrégé au Département de génie mécanique de l'Université Brigham Young. "L'ADN est attiré vers l'extérieur de la lance en utilisant une tension positive, puis la lance est insérée dans une cellule."

La lance du nano-injecteur MEMS est incroyablement petite et aucun fluide supplémentaire n'est utilisé avec cette technique, les cellules subissent donc beaucoup moins de stress par rapport au processus de microinjection traditionnel.

Cette capacité à injecter de l'ADN dans les cellules sans provoquer la mort cellulaire conduit à « des injections plus efficaces, ce qui à son tour réduit le coût de création d'un animal transgénique, " selon Jensen.

L'une des découvertes les plus importantes de l'équipe est qu'il est possible d'utiliser les forces électriques pour faire entrer l'ADN dans le noyau de la cellule, sans avoir à viser soigneusement la lance dans le pronucléus (la structure cellulaire contenant l'ADN de la cellule). "Cela peut permettre une future automatisation des injections, sans nécessiter d'injection manuelle, " dit Jensen.

Cela peut également signifier que les injections peuvent être effectuées chez des animaux avec des embryons troubles ou opaques. "De tels animaux, y compris de nombreux plus gros intéressants comme les cochons, serait attrayant pour une variété de technologies transgéniques, " a déclaré Jensen. "Nous pensons que la nanoinjection peut ouvrir de nouveaux champs de découverte chez ces animaux."

Comme prochaine étape, Jensen et ses collègues effectuent des injections dans des cellules d'une culture cellulaire à l'aide d'un réseau de lances pouvant injecter des centaines de milliers de cellules à la fois. "Nous nous attendons à ce que le réseau de lances puisse permettre une thérapie génique en utilisant une culture des propres cellules d'un patient, " il a noté.