MicroPREP : des percées dans la purification des échantillons

Health Science

MicroPREP est un « laboratoire sur puces » canadien basé sur une technologie de microfluidique centrifuge. À partir d'un échantillon de fluides corporels, cette technologie peut isoler plusieurs macromolécules, comme l'ADN, les protéines ou les cellules rares, permettant ainsi d'évaluer l'état du système immunitaire, l'inflammation, la perte osseuse ou les effets du rayonnement. Cette innovation, qui utilise des puces microfluidiques de la taille d'un téléphone intelligent et dont les applications terrestres sont en cours de développement, offre la possibilité de réaliser une nouvelle gamme d'expériences scientifiques dans l'espace.

Contexte

Le sang contient de nombreuses substances différentes, notamment des cellules, des plaquettes, des éléments nutritifs, des hormones et des déchets. La purification est la première étape de la collecte de données précises sur un composant particulier comme l'ADN.

Sur Terre, dans les laboratoires spécialisés, le personnel hautement qualifié affine et concentre les liquides. Les astronautes qui réalisent des expériences scientifiques dans l'espace n'ont pas accès à ce type d'équipement. Leurs horaires chargés ne leur permettent pas de consacrer beaucoup de temps à préparer des échantillons à des fins d'études.

Grâce à sa technologie automatisée, à sa taille compacte et à son approche unique de la purification, MicroPREP pourrait faciliter et accélérer le processus d'analyse des échantillons tant sur Terre que dans l'espace. Cette nouvelle méthode pourrait permettre la médecine de précision personnalisée dans les milieux cliniques et éloignés en réduisant considérablement le temps de préparation et la taille des échantillons, ainsi que l'intervention humaine requise pendant les examens médicaux.

Ce laboratoire sur puces a également un grand potentiel d'utilisation dans l'espace, notamment pour soutenir les diagnostics médicaux pendant les missions d'exploration habitées dans l'espace lointain.

MicroPREP

La technologie automatisée de laboratoire sur puces isole les composants des échantillons liquides. (Source : Conseil national de recherches du Canada.)

Objectifs

La technologie MicroPREP vise à :

 Retombées sur Terre

La technologie MicroPREP, qui repose sur une variété de puces microfluidiques, permet d'automatiser et d'intégrer des tests biologiques complexes. Grâce à cette technologie, il est possible, par exemple, d'isoler des composants précis d'échantillons biologiques, d'automatiser la détection de pathogènes. Les examens médicaux seraient aussi moins intrusifs. Cette technologie sera utilisée au premier centre de recherche en microanalytiques du Canada, en partenariat avec le Centre hospitalier universitaire Sainte Justine, pour cibler des cancers précis et des maladies pédiatriques.

Sa vaste gamme d'applications s'étend même à d'autres domaines, comme dans le secteur de la sécurité alimentaire, où il est d'une importance cruciale de pouvoir isoler les bactéries et les virus pour éviter tout problème de santé publique.

Déroulement

  1. Le technicien choisit la puce de MicroPREP selon le type d'analyse à effectuer.
  2. Un échantillon de sang est ajouté à la chambre d'admission de la puce.
  3. La puce est ensuite placée dans une centrifugeuse spécialisée conçue pour séparer le sang en ses composants. Elle mesure un volume précis de sang pendant qu'elle est centrifugée à grande vitesse. La puce de MicroPREP n'en utilise que de 0,3 millilitre pour effectuer sa purification.
  4. Elle isole les molécules ciblées, évacue les impuretés de l'échantillon et permet finalement d'extraire un concentré qui peut être utilisé pour les analyses.

La technologie de MicroPREP a été mise à l'essai pendant un vol parabolique, ce qui a permis d'évaluer la performance de la nouvelle technologie en apesanteur. Au cours d'un vol parabolique, un avion à réaction modifié vole de façon à créer des périodes de 15 à 20 secondes de microgravité, ce qui permet d'anticiper les problèmes qui pourraient survenir dans l'espace.

Dates

En partenariat avec l'Agence spatiale canadienne, les ingénieurs et les scientifiques du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) ont commencé à concevoir la technologie de MicroPREP en . Ils continuent de l'adapter aux conditions existantes à bord de la Station spatiale internationale de façon qu'elle puisse y être envoyée un jour.

Chercheur

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