Les vésicules extracellulaires (EV) sont des bioparticules de bicouche lipidique sécrétées par les cellules d’un diamètre de 30 à 250 nm. Ils constituent une source prometteuse de biomarqueurs pour les biopsies liquides pour le diagnostic précoce du cancer et le suivi en temps réel du développement tumoral. Cependant, l’analyse des véhicules électriques nanométriques dans les échantillons de sang a été entravée par le manque de méthodes efficaces, rapides et normalisées pour isoler et purifier les véhicules électriques.
Dans une étude publiée dans Avancées scientifiquesle groupe de Sun Jiashu du National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) et des collaborateurs du cinquième centre médical de l’hôpital général chinois de l’APL ont mis au point des circuits microfluidiques en cascade comprenant un circuit d’élimination des cellules et un Circuit d’isolation EV pour obtenir une filtration pulsatile des EV directement à partir d’échantillons de sang total de manière rapide, à haut rendement et de haute pureté.
« La conception clé des circuits microfluidiques en cascade est basée sur une analogie électrohydraulique », a déclaré Li Zhenglin du NCNST, premier auteur de l’article.
En imitant la fonction des circuits électriques, les chercheurs ont fabriqué des circuits microfluidiques avec une membrane élastomère (condensateur fluidique), un clapet anti-retour (diode) et des microcanaux (résistances) ; ainsi, les circuits microfluidiques pourraient générer des écoulements pulsatiles sous pression pulsatile sans nécessiter de systèmes de contrôle complexes.
Grâce à l’intégration d’un filtre à membrane en polycarbonate (taille des pores de 600 nm, pour l’extraction du plasma) et d’un filtre à membrane en oxyde d’aluminium anodique (taille des pores de 20 nm, pour la purification des véhicules électriques), ces circuits microfluidiques en cascade ont isolé et purifié avec succès les véhicules électriques directement à partir d’échantillons de sang. dans les 30 minutes, ce qui est supérieur à la méthode d’ultracentrifugation et à la méthode de filtration sans issue.
Le potentiel clinique des véhicules électriques isolés a été exploré plus avant avec un aptasensor thermophorétique amélioré au polyéthylène glycol en une étape. En détectant les niveaux d’expression des molécules d’adhésion cellulaire épithéliale sur les véhicules électriques, une discrimination précise entre les patientes atteintes d’un cancer du sein non métastatique et les donneurs sains a été obtenue, avec une précision globale de 91 %.
« Les circuits microfluidiques en cascade affichent une isolation efficace et robuste des véhicules électriques sans nécessiter d’équipement externe complexe, et auront une nette amélioration dans le domaine de la filtration par membrane microfluidique », a déclaré Sun Jiashu du NCNST, l’un des auteurs correspondants de l’article.
Plus d’information:
Zhenglin Li et al, Circuits microfluidiques en cascade pour la filtration pulsatile des vésicules extracellulaires du sang total pour le diagnostic précoce du cancer, Avancées scientifiques (2023). DOI : 10.1126/sciadv.ade2819. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade2819