De même que la façon dont une mèche cueillie révèle qu'une personne a pénétré par effraction dans un bâtiment, la rigidification d'une structure entourant les cellules du corps humain peut indiquer que le cancer envahit d'autres tissus.
La surveillance des modifications de cette structure, appelée matrice extracellulaire, donnerait aux chercheurs une autre façon d'étudier la progression de la maladie. Mais détecter des changements dans la matrice extracellulaire est difficile à faire sans l'endommager.
Les ingénieurs de l'Université de Purdue ont construit un appareil qui permettrait aux spécialistes des maladies de charger un échantillon de matrice extracellulaire sur une plate-forme et de détecter sa rigidité par le biais d'ondes sonores. L'appareil est décrit dans une étude publiée dans la revue Lab sur une puce et démontré dans une vidéo YouTube à https: /
C'est le même concept que la vérification des dommages dans une aile d'avion. Il y a une onde sonore se propageant à travers le matériau et un récepteur de l'autre côté. La façon dont l'onde se propage peut indiquer s'il y a des dommages ou des défauts sans affecter le matériau lui-même. «
Rahim Rahimi, professeur adjoint Purdue d'ingénierie des matériaux
Le laboratoire de Rahim Rahimi développe des matériaux innovants et des dispositifs biomédicaux pour relever les défis des soins de santé.
Chaque tissu et organe a sa propre matrice extracellulaire unique, un peu comme la façon dont les bâtiments d'une rue varient en structure en fonction de leur destination. La matrice extracellulaire est également livrée avec des «lignes fixes», ou indices structurels et chimiques, qui soutiennent la communication entre les cellules individuelles logées dans la matrice.
Les chercheurs ont essayé d'étirer, de compresser ou d'appliquer des produits chimiques sur des échantillons de la matrice extracellulaire pour mesurer cet environnement. Mais ces méthodes sont également susceptibles d'endommager la matrice extracellulaire.
L'équipe de Rahimi a développé une méthode non destructive pour étudier comment la matrice extracellulaire réagit aux maladies, aux substances toxiques ou aux médicaments thérapeutiques. Le travail initial de cette étude a été réalisé en collaboration avec le laboratoire de Sophie Lelièvre, professeur de pharmacologie du cancer à Purdue, pour identifier comment les facteurs de risque affectent la matrice extracellulaire et augmentent le risque de développer un cancer du sein.
L'appareil est un « laboratoire sur puce » connecté à un émetteur et un récepteur. Après avoir versé la matrice extracellulaire et les cellules qu'elle contient sur la plate-forme, l'émetteur génère une onde ultrasonique qui se propage à travers le matériau puis déclenche le récepteur. La sortie est un signal électrique indiquant la rigidité de la matrice extracellulaire.
Les chercheurs ont d'abord démontré le dispositif comme une preuve de concept avec des cellules cancéreuses contenues dans l'hydrogel, qui est un matériau d'une consistance similaire à une matrice extracellulaire. L'équipe étudie actuellement l'efficacité du dispositif sur les matrices extracellulaires de collagène.
L'appareil pourrait facilement être mis à l'échelle pour exécuter de nombreux échantillons à la fois, a déclaré Rahimi, comme dans un tableau. Cela permettrait aux chercheurs d'examiner simultanément plusieurs aspects d'une maladie.
La source:
Référence de la revue:
Zareei, A., et al. (2020) Une plate-forme ultrasonique de laboratoire sur puce pour l'évaluation en temps réel et non destructive de la rigidité de la matrice extracellulaire. Lab sur une puce. doi.org/10.1039/C9LC00926D.
