Un dispositif de laboratoire sur puce (lab-on-chip) développé à l’université de Purdue aux Etats-Unis, utilise des ondes sonores pour détecter les signes de maladie
Une des conséquences physiologiques du cancer et d’autres maladies se propageant dans l’organisme peut être le durcissement de la structure entourant les cellules appelée matrice extracellulaire. Les scientifiques de l’université de Purdue ont mis au point une nouvelle méthode pour détecter de tels changements grâce aux ondes sonores, offrant ainsi un nouvel outil potentiel pour suivre la progression de la maladie.
La rigidité de la matrice extracellulaire entourant les cellules peut se modifier en réponse à des substances toxiques, des médicaments et des maladies, et les scientifiques espèrent pouvoir suivre de minuscules changements de cette structure afin de surveiller la santé des patients et la propagation des maladies. Il est possible d’appliquer des produits chimiques à des échantillons de la matrice extracellulaire, ou de l’étirer ou de la comprimer pour mesurer les changements qui s’y produisent, mais il s’est avéré difficile de le faire sans provoquer de dommages.
Les scientifiques de l’université de Purdue pensent avoir trouvé un moyen de contourner ce problème grâce à un petit « laboratoire sur puce ». Celui-ci consiste en un émetteur qui génère une onde ultrasonore, qui se propage à travers un échantillon versé sur la plate-forme, et un récepteur piézoélectrique à l’autre extrémité. Le signal électrique généré par le récepteur est modelé par la rigidité de l’échantillon et peut donc révéler des modifications de sa structure.
« C’est le même concept que la vérification des dommages dans une aile d’avion », explique Rahim Rahimi, professeur assistant de génie des matériaux à Purdue. « Il y a une onde sonore qui se propage à travers le matériau et un récepteur de l’autre côté. La façon dont l’onde se propage peut indiquer s’il y a un dommage ou un défaut sans affecter le matériau lui-même ».
L’équipe a mis son laboratoire sur puce à l’épreuve dans des expériences impliquant des cellules de cancer du sein incorporées dans un hydrogel, qui a été choisi pour sa similarité de consistance avec une matrice extracellulaire. Cela a révélé des changements dans la rigidité du tissu simulé, et ce sans induire de réaction toxique dans les cellules ou de surchauffe du dispositif.
Selon l’équipe, le dispositif pourrait être mis à l’échelle et utilisé pour analyser un certain nombre d’échantillons en même temps, ce qui permettrait aux scientifiques d’étudier différents aspects d’une maladie. Ils ont maintenant commencé à tester des matrices extracellulaires basées sur le collagène, la protéine structurelle clé de la peau et d’autres tissus.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/LC/C9LC00926D#!divAbstract
