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Détection d'ARN portable en 20 minutes

Détection d'ARN portable en 20 minutes

Une nouvelle puce microfluidique sans énergie développée par des chercheurs du Institut des sciences avancées RIKEN (ASI) permet la détection de microARN à partir d'un très petit volume d'échantillon en seulement 20 minutes. En réduisant considérablement le temps et la quantité d'échantillon requis pour la détection, la puce jette les bases d'un diagnostic précoce au point de service de maladies telles que le cancer et la maladie d'Alzheimer.

MicroARN (miARN) sont de petites molécules d'ARN non codantes qui régulent l'expression génique dans un large éventail de processus biologiques, notamment le développement, la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort cellulaire (apoptose). La concentration de certains miARN dans les fluides corporels augmente avec la progression de maladies telles que le cancer et la maladie d'Alzheimer, ce qui laisse espérer que ces ARN courts pourraient détenir la clé d'un diagnostic plus rapide et plus précis. Cependant, les techniques actuellement disponibles pour la détection des miARN sensibles nécessitent des jours pour parvenir à un diagnostic et impliquent des équipements exploités uniquement par du personnel formé, ce qui les rend impraticables pour une utilisation dans de nombreuses situations.

L'équipe de recherche a entrepris de surmonter ces obstacles en développant un appareil qui permet une utilisation rapide et simple point de service (POC) diagnostic à partir d'un très petit échantillon seulement. Lors de recherches antérieures, l'équipe a développé un appareil sous la forme d'une micropuce qui utilise polydiméthylsiloxane (PDMS), un composé de silicone connu pour ses propriétés d'absorption d'air, pour attirer les réactifs dans une sonde de capture pour analyse. Cette technique de pompage a simplifié la conception en éliminant le besoin de sources d'alimentation externes, mais le dispositif nécessitait une quantité d'échantillon trop importante pour des applications pratiques.

[caption id = "attachment_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Nouvelle micropuce de détection d'ARN sans alimentation. À gauche: micropuce fabriquée. À droite: conception de microcanaux. [Source de l'image:Medgadget] [/ caption] Le nouvel appareil utilise également PDMS comme pompe à air, mais améliore considérablement la sensibilité de la méthode grâce à une méthode d'amplification du signal appelée amplification dendritique assistée par flux laminaire (LFDA). Tout d'abord, les fragments d'ADN qui se lient à des séquences de miARN spécifiques sont fixés sur une surface en verre avec l'échantillon de miARN à analyser, puis pris en sandwich sous une couche de PDMS avec des canaux (Figure 1). Vidée de l'air sous vide, la couche PDMS induit un effet de pompe qui tire les réactifs d'amplification, insérés aux entrées des canaux, dans les canaux et en contact avec le miARN, créant des structures dendritiques marquées par fluorescence qui se développent au fil du temps et peuvent être rapidement détectées .

La sensibilité de cette technique réduit considérablement la quantité d'échantillon requise pour le diagnostic à seulement 0,25 attomoles (10-18 mole), une amélioration mille fois par rapport au modèle précédent de l'équipe. Avec son temps de détection de seulement 20 minutes, ces propriétés rendent l'appareil auto-alimenté idéal pour une utilisation dans des environnements pauvres en ressources, promettant un diagnostic portable au point de service pour des millions de personnes dans les pays en développement et dans le monde.


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