Dans le livre intitulé Microfluidic Systems for Cancer Diagnosis, le groupe Microfluidics Cluster de l’UPV/EHU décrit le processus de construction d’un dispositif bioélectronique composé d’électrodes en or recouvertes d’un polymère intelligent capable de capturer et de libérer des cellules de manière non invasive et contrôlable tout en surveillant. les processus utilisant des mesures électriques conventionnelles. Ce sont les premières étapes vers le développement de plateformes universelles de dépistage précoce du cancer.
Les métastases sont la principale cause de décès par cancer. Elles surviennent lorsqu’une cellule quitte la tumeur primitive, passe dans la circulation sanguine et le système lymphatique et atteint des organes distants. La collecte non invasive de ces cellules tumorales circulantes est essentielle pour l’étude de la biologie cellulaire, le diagnostic et le pronostic de la recherche sur le cancer et le développement de médicaments. En règle générale, la concentration de cellules cancéreuses présentes dans le sang est très faible par rapport aux autres types de cellules, et les méthodes traditionnelles permettant de les collecter de manière viable sont laborieuses.
Nous voulions mettre au point un dispositif capable de concentrer les cellules cancéreuses afin de détecter leur concentration. »
Janire Sáez, professeur-chercheur Ikerbasque au sein du groupe Microfluidique Cluster de l’UPV/EHU
Les biocapteurs (appareils de mesure de paramètres biologiques ou chimiques contenant un composant de nature biologique) développés jusqu’à présent à cet effet endommagent les cellules lors des processus de capture et de libération. Le groupe Microfluidics Cluster a donc combiné les matériaux intelligents avec le domaine de la bioélectronique (qui consiste à appliquer des semi-conducteurs à base de carbone) afin de pouvoir mesurer la capture et la libération de cellules cancéreuses.
La procédure a été détaillée dans un chapitre du livre Microfluidic Systems for Cancer Diagnosis, destiné à la communauté scientifique et qui explore les dernières avancées en matière de technologies microfluidiques pour le diagnostic et le suivi du cancer. Le livre est un guide idéal pour la construction en laboratoire de dispositifs microfluidiques spécifiquement développés pour le diagnostic du cancer et pour promouvoir le développement de dispositifs de diagnostic nouveaux et améliorés. Comme l’explique le professeur-chercheur d’Ikerbasque, « nous montrons un dispositif bioélectronique composé d’électrodes en or microfabriquées recouvertes d’un polymère intelligent (qui réagit aux changements de température) et qui permet de capturer et de libérer de manière non invasive les cellules tumorales circulantes, et de surveillance électrique et optique simultanée de l’ensemble du processus à réaliser ».
Premiers pas vers une avancée majeure
« Nos tests ont été réalisés sur des milieux de culture ; nous n’avons pas utilisé de véritables échantillons de patients, mais des cellules commerciales maintenues en culture cellulaire. Nous avons confirmé que notre appareil nous permettait de capturer et de libérer les cellules », a expliqué le chercheur. Ils travaillent désormais à adapter le polymère spécifiquement à différents types de cellules. Le dispositif « est le résultat d’une collaboration avec un groupe de l’Université de Cambridge, avec lequel nous continuons de collaborer, et où le dispositif est actuellement appliqué à des échantillons provenant de patients atteints d’un cancer de l’œsophage. Grâce à ce dispositif, les cellules cancéreuses sont sélectivement reconcentrées dans afin de détecter leur concentration », a déclaré Sáez.
Le chercheur souligne qu’il s’agit « des premiers pas vers le développement de plateformes de dépistage du cancer. Cela pourrait être un bon pas en avant car elles font généralement appel à des technologies peu coûteuses et peuvent être produites en masse. L’idée est d’utiliser ce type de technologie pour diagnostic précoce du cancer ».
Actuellement, le groupe Microfluidique concentre ses études sur le développement de « structures micrométriques pour des dispositifs bioélectroniques de ce type ». Nous développons également des systèmes 3D pour créer des systèmes « organ-on-a-chip » (systèmes biomimétiques qui simulent des organes dans le corps humain) », a-t-elle conclu.
Informations Complémentaires
Janire Sáez, professeure de recherche à Ikerbasque, enseigne le thème de l’ingénierie tissulaire aux étudiants en biochimie et biotechnologie.
