Un similiaspirateur facilite l’exploration cellulaire
Un nouveau dispositif microscopique flottant permettra l’étude d’une vaste gamme de processus cellulaires
Mettez-vous au défi. Imaginez un aspirateur à jet d’eau microscopique, de la taille de la pointe d’un stylo, en vol stationnaire au-dessus de la surface de cellules sans jamais les toucher. Imaginez ensuite que le savon de la solution de nettoyage soit remplacé par différentes molécules qui peuvent être livrées de manière sélective aux cellules. Vous avez ainsi une idée de ce à quoi ressemble un nouvel outil puissant qui, selon des chercheurs, permettra d’étudier le comportement de cellules vivantes et d’une gamme de processus cellulaires essentiels, de la formation de cellules cancéreuses à la manière dont les neurones se placent dans le cadre du développement cérébral.
L’appareil a été mis au point par une équipe composée de Mohammad Ameen Qasaimeh et David Juncker, du Département de génie biomédical de McGill, et de Thomas Gervais, de l’École Polytechnique de Montréal. Il est fondé sur l’utilisation de quadrupoles, des paires d’objets identiques, deux « positifs » et deux « négatifs », disposés en carré de manière à créer un champ de force entre eux. On utilise les quadrupoles électrostatiques dans certaines antennes radio; quant aux quadrupoles magnétiques, ils peuvent servir à concentrer des faisceaux de particules chargées dans des accélérateurs de particules. Il existe également des quadrupoles dans les liquides. On les décrit théoriquement depuis des décennies, mais c’est la première fois qu’ils sont créés en laboratoire.
Pour fabriquer cet appareil, il faut percer quatre trous dans une tige de silicium d’environ un millimètre carré. Lorsqu’on approche l’appareil d’une surface, il fonctionne comme un aspirateur à jet d’eau. Deux ouvertures (orifices « positifs » ou sources) émettent de microscopiques jets de liquide sur la surface, et les deux autres ouvertures (les orifices « négatifs » ou drains) les réaspirent immédiatement dans l’appareil.
Dans l’analogie avec l’aspirateur à jet d’eau, remplaçons le tapis par une couche de tissu vivant ou de cellules adhérentes. L’appareil se déplace au-dessus de cette couche jusqu’à ce qu’il atteigne la cible désirée. Ensuite, il envoie simplement un jet de liquide comprenant les produits chimiques nécessaires pour stimuler, analyser, détacher ou tuer les cellules, selon l’application.
Photo : Un quadrupole microfluide, formé par l’injection de fluides provenant de deux ouvertures sources (les plus) qui sont réaspirés dans deux ouvertures drains (les moins). Des billes fluorescentes sont utilisées pour tracer la trajectoire du fluide, un peu comme la limaille de fer peut tracer la trajectoire d’un champ magnétique autour d’un aimant.
L’appareil peut aussi créer des régions de concentration chimique variant progressivement et appelées gradients. Ces gradients sont essentiels pour étudier nombre de processus cellulaires, notamment la manière dont les bactéries et d’autres cellules se déplacent dans le corps. Les chercheurs espèrent que ce nouveau type d’appareil aura de nombreuses autres applications pour l’étude in vitro d’une grande variété de processus cellulaires essentiels.
Cette recherche a été financée par les IRSC, le CRSNG, le FQRNT, la FCI et les CRC.
Un article sur l’appareil a récemment été publié dans Nature Communications. Pour lire le résumé : http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n9/full/ncomms1471.html
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