Une myriade de dispositifs et de molécules thérapeutiques, diagnostiques et orientés vers la recherche à l’échelle nanométrique ont été développés pour fonctionner à l’intérieur des cellules vivantes.Bien que bon nombre de ces particules soient très efficaces dans ce qu’elles font, c’est souvent la difficulté de les délivrer qui constitue le véritable défi lors de leur utilisation à des fins pratiques.Généralement, soit une sorte de récipient est utilisée pour transporter ces particules dans les cellules, soit la membrane cellulaire est brisée pour laisser entrer les envahisseurs. En tant que telles, ces techniques soit endommagent les cellules, soit ne sont pas très efficaces pour délivrer leur cargaison de manière cohérente, et elles peuvent être difficile à automatiser.

Aujourd'hui, une équipe de collaborateurs de l'Université de Corée et de l'Institut des sciences et technologies d'Okinawa au Japon a développé une toute nouvelle façon d'introduire des particules et des composés chimiques, notamment des protéines, de l'ADN et des médicaments, à l'intérieur des cellules sans causer beaucoup de dommages. .

La nouvelle technique repose sur la création de vortex en spirale autour des cellules qui déforment temporairement les membranes cellulaires suffisamment longtemps pour laisser entrer les choses. Les membranes semblent immédiatement se rétablir dans leur état d'origine une fois que la stimulation du vortex cesse.Tout cela est effectué en une seule étape et ne nécessite aucune biochimie complexe, aucun véhicule de distribution nano ou aucun dommage permanent aux cellules impliquées.

Le dispositif conçu pour cette tâche, appelé hydroporateur en spirale, peut administrer des nanoparticules d'or, des nanoparticules de silice mésoporeuse fonctionnelles, du dextrane et de l'ARNm dans différents types de cellules en une minute avec une efficacité allant jusqu'à 96 % et une survie cellulaire allant jusqu'à 94. %.Tout cela à une cadence incroyable d’environ un million de cellules par minute et à partir d’un appareil peu coûteux à produire et simple à utiliser.

"Les méthodes actuelles souffrent de nombreuses limitations, notamment des problèmes d'évolutivité, de coût, de faible efficacité et de cytotoxicité", a déclaré le professeur Aram Chung de l'École de génie biomédical de l'Université de Corée, responsable de l'étude.« Notre objectif était d'utiliser la microfluidique, où nous exploitions le comportement de minuscules courants d'eau, pour développer une nouvelle solution puissante d'administration intracellulaire… Il suffit de pomper un fluide contenant les cellules et les nanomatériaux à deux extrémités, et les cellules – contenant désormais le nanomatériau – s’écoule des deux autres extrémités.L’ensemble du processus ne prend qu’une minute.

L’intérieur du dispositif microfluidique comporte des jonctions croisées et des jonctions en T à travers lesquelles circulent les cellules et les nanoparticules.Les configurations de jonctions créent les vortex nécessaires qui conduisent à la pénétration des membranes cellulaires et les nanoparticules y pénètrent naturellement lorsque l'occasion se présente.

Voici une simulation d'un vortex en spirale qui provoque une déformation cellulaire au niveau de la jonction transversale et de la jonction en T :

Les technologies médicales transforment le monde !Rejoignez-nous et voyez les progrès en temps réel.Chez Medgadget, nous rapportons les dernières nouvelles technologiques, interviewons des leaders dans le domaine et classons les dépêches des événements médicaux dans le monde entier depuis 2004.

Les technologies médicales transforment le monde !Rejoignez-nous et voyez les progrès en temps réel.Chez Medgadget, nous rapportons les dernières nouvelles technologiques, interviewons des leaders dans le domaine et classons les dépêches des événements médicaux dans le monde entier depuis 2004.