Une équipe de scientifiques dirigée par l'Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) a créé un appareil alimenté par laser qui peut piéger et déplacer les virus à l'aide de la lumière.

L'appareil, qui a la capacité de manipuler la lumière pour agir comme une "pince à épiler", aiderait au développement de nouvelles approches du diagnostic des maladies et de l'étude des virus, car l'appareil peut précisément "déplacer" un seul virus pour cibler une partie particulière d'une cellule.

Cela aiderait également au développement de vaccins, car le dispositif permet aux scientifiques de séparer les virus endommagés ou incomplets d'un groupe de milliers d'autres spécimens en moins d'une minute, par rapport aux processus actuels qui sont fastidieux et manquent de précision, ont déclaré les scientifiques.

Le professeur agrégé Eric Yap, de la faculté de médecine Lee Kong Chian de NTU, un généticien médical qui a codirigé la recherche, a déclaré:"La méthode conventionnelle d'analyse des virus aujourd'hui consiste à étudier une population de milliers ou de millions de virus. Nous ne connaissons que leur comportement moyen d'une population entière. Grâce à notre technologie laser, des virus isolés pourraient être étudiés individuellement.

"En plus de diagnostiquer des maladies, notre appareil pourrait être utilisé pour repérer les valeurs aberrantes - le virus individuel rare qui a le potentiel d'évoluer et de créer la prochaine vague d'épidémie, par exemple. Cela nous amène à une ère où nous pouvons contempler la précision diagnostics au niveau d'un seul virus."

Les chercheurs ont testé leur appareil connu sous le nom de puce numérique de manipulation de virus sur des adénovirus, un groupe de virus courants pouvant provoquer des symptômes de type rhume, mesurant de 90 à 100 nanomètres (nm) de diamètre. Bien qu'il n'ait pas encore été testé sur les coronavirus, il a le potentiel d'être utilisé pour la recherche sur le virus SARS-CoV-2, qui cause le COVID-19, car il est de taille similaire, entre 80 et 120 nm de diamètre.

Le professeur Liu Aiqun, de l'école de génie électrique et électronique de NTU, qui a dirigé la recherche, a déclaré :« Notre invention utilise la lumière pour manipuler des virus d'une certaine taille et nous avons prouvé qu'il fonctionne avec les adénovirus. Nous pensons que notre appareil pourrait également être utilisé pour piéger et concentrer le SRAS-CoV-2 à des fins de recherche et de diagnostic."

Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue scientifique à comité de lecture ACS Sensors en septembre.

Des chercheurs de l'Université polytechnique de Hong Kong, de l'Université de Hong Kong, de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong, de l'Agence pour la science, la technologie et la recherche (A*STAR), de l'Université de technologie de Sydney et de l'Université nationale australienne ont également participé à l'étude.

La manière "légère" de manipuler les virus avec une grande précision

Mesurant 2 cm sur 2 cm, soit environ la taille d'une vignette, l'appareil se compose d'une puce constituée d'une tranche d'oxyde de silicium et de nitrure de silicium, avec des cavités de taille nanométrique pour contenir les virus piégés. Au-dessus de la puce se trouve un laser dirigeant des faisceaux lumineux hautement focalisés avec la bonne quantité d'énergie pour agir comme une paire de "pinces" qui peuvent isoler et déplacer les virus.

L'appareil fonctionne en chargeant un fluide contenant des virus, comme du sang, dans la puce. Après quoi, un faisceau laser est dirigé dessus, formant des taches de lumière. Comme l'intensité de la lumière est la plus élevée au centre des points, cela crée une force puissante qui attire et piège le virus dans des cavités désignées sur la puce.

En déplaçant les emplacements des points lumineux, les virus peuvent être librement déplacés vers d'autres parties de la puce. Cela permet de trier et de concentrer facilement des virus de différentes tailles, allant de 40 nm à 300 nm.

"Notre invention est une percée dans la recherche sur les virus car elle nous permet d'isoler des spécimens individuels à étudier, alors que des technologies comparables aujourd'hui ne peuvent traiter des virus qu'en grandes quantités", a déclaré le professeur Liu.

"Par exemple, nous pouvons isoler des virus individuels avec des mutations pour développer des thérapies contre ces variantes. Notre invention utilise des matériaux isolants qui sont biocompatibles et ne chauffent pas facilement, contrairement aux méthodes de tri actuelles qui génèrent beaucoup de chaleur. Cela signifie que les scientifiques doivent être confiants." dans la gestion des virus avec cet appareil sans affecter leurs propriétés et leur viabilité."

Le professeur Assoc Yap a ajouté:"En utilisant cette technologie, nous pourrions sélectionner manuellement des particules virales spécifiques et les étudier pour obtenir de nouvelles informations sur elles et sur les maladies qu'elles provoquent. Par exemple, cela pourrait ouvrir de nouvelles voies pour une analyse plus détaillée de mutants viraux spécifiques, ce qui pourrait conduire à de nouvelles façons de caractériser et de contrer ces variantes virales.

Les scientifiques travaillent à étendre l'utilisation de leur appareil alimenté par laser.

Par exemple, ils cherchent à étudier comment le dispositif peut diriger les virus isolés pour infecter une partie ciblée d'une cellule humaine. L'équipe a déclaré que cela conduirait à des progrès dans la recherche sur les virus et améliorerait l'efficacité du développement de vaccins et de médicaments antiviraux. + Explorer plus loin

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