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Un tout-en-un miniaturisé pour la médecine de demain

Automatisée, rapide, simplifiée... La plateforme microfluidique que viennent de mettre au point les chercheurs de l’Institut Curie réunit toutes les qualités pour effectuer les analyses nécessaires à la prescription d’une thérapie ciblée à partir d’un prélèvement tumoral. Elle ouvre la voie à la médecine de demain. 

Un tout-en-un miniaturisé pour la médecine de demain

Finis pipettes, tubes, plaques d’analyse,  manipulations fastidieuses, risques d’erreurs humaines et de contamination…. Grâce à la plateforme microfluidique mise au point par l’équipe Macromolécules et microsystèmes en biologie et médecine (CNRS/UPMC/Institut Curie/Institut Pierre-Gilles de Gennes) de Jean-Louis Viovy, les différentes étapes nécessaires à l’analyse du matériel biologique extrait de cellules tumorales sont effectuées de façon automatisée. , Des micropinces magnétiques permettent de mettre en œuvre dans des volumes plus petits qu’une tête d’épingle des analyses biologiques complexes.

Un laboratoire sur puce pour détecter HER2...

Les avantages de cette micro plateforme microfluidique sont multiples. Toutes les analyses sont réalisées de manière automatisée et rapide. Elle utilise jusqu’à 100 fois moins de consommables et d’échantillons que les plateformes robotisées d’aujourd’hui. Elle réduit les risques de contamination.

En prime, elle vient de faire ses preuves. "Après avoir été évaluée sur des lignées cellulaires, elle a montré ses capacités en clinique, déclare Stéphanie Descroix, chargée de recherche CNRS à l’Institut Curie. Dans le cadre d’une collaboration avec le Dr Patricia De Crémoux, responsable de l’Unité d’Oncologie Moléculaire de l’hôpital Saint-Louis  (AP-HP), le statut HER2 a été évalué dans 21 prélèvements de cancer du sein. La surexpression de HER2, présente dans environ 15 % des cancers du sein, est un marqueur d’agressivité tumorale mais elle ouvre aussi l’accès à des thérapies ciblées (trastuzumab, TDM1, lapatinib). C’est donc une recherche pratiquée en routine clinique. « Les résultats obtenus avec notre plateforme microfluidique sont en totale adéquation avec ceux du test utilisé en routine, se réjouit la chercheuse. Nous avons pu analyser un échantillon toutes les 3 minutes, soit 1500 par jour, ce qui correspond parfaitement aux besoins cliniques."

... Et sûrement bien d’autres biomarqueurs

Passée cette première phase de validation, les chercheurs envisagent désormais d’évaluer les possibilités de cette micro plateforme à plus large échelle pour rechercher plusieurs biomarqueurs en parallèle. "C’est tout l’enjeu de la médecine de précision", surenchérit Jean-Louis Viovy, directeur de recherche CNRS à l’Institut Curie. Fer de lance de la médecine de précision, les thérapies ciblées s’attaquent à des cibles spécifiques des cellules cancéreuses. Elles ne peuvent donc être proposées qu’aux patients porteurs de l’anomalie moléculaire en question. "Identifier ce talon d’Achille s’apparente à la recherche d’une aiguille dans une meule de foin, décrit Stéphanie Descroix, chargée de recherche CNRS à l’Institut Curie. Il s’agit de chercher au cœur de la cellule dans les 2 m que constitue son ADN, une des quelques centaines d’anomalies pour lesquelles on dispose d’une thérapie ciblée à ce jour."

Si le nombre de ces thérapies ne cesse d’augmenter au fil du temps pour le plus grand bénéfice des patients, la contrepartie est que les médecins sont confrontés à un nouveau dilemme : choisir rapidement le meilleur traitement pour chaque patient, sans entraîner de nouveaux prélèvements souvent, synonymes d’actes invasifs pour le patient. Sur ce point, cette plateforme possède l’énorme avantage de pouvoir accomplir des recherches à partir de très petite quantité d’échantillon. En effet chaque analyse utilise une seule gouttelette d’échantillon de 100 nl, au lieu des tubes de 100 µl ou plus utilisés actuellement, soit 1000 fois moins.. Cette plateforme microfluidique devrait donc continuer à faire parler d’elle. 

 

En savoir plus

Microfluidic platform combining droplets and magnetic tweezers: application to HER2 expression in cancer diagnosis 

Davide Ferraro, Jérôme Champ, Bruno Teste, Marco Serra, Laurent Malaquin, Jean-Louis Viovy, Patricia de Cremoux, Stephanie Descroix

Science Report, 2016 May 9;6:25540. doi: 10.1038/srep25540.

 

La plateforme microfluidique

Les pinces magnétiques constituent le "plus" de cette plateforme. Elles permettent de transférer d’une gouttelette à l’autre les fragments d’ARN extraits de la tumeur, afin de les purifier, de les amplifier et de les caractériser. Comment ? En attirant à elles des billes magnétiques sur lesquelles sont présentes des molécules qui vont capturer les molécules d’ARN d’intérêt. Attrapées dans une première gouttelette, les molécules d’intérêt sont relâchées dans une autre gouttelette contenant mises les réactifs nécessaires à leur multiplication  et à leur détection. En outre, plusieurs séries de gouttelettes peuvent être mise en parallèle, rendant possible la recherche simultanée d’un grand nombre de  biomarqueurs. L’originalité de cette plateforme réside donc dans la « rencontre » des pinces magnétiques avec le monde miniaturisé de la microfluidique. 

 

Texte : Céline Giustranti

Crédit photo : Equipe Viovy / Institut Curie

Mathilde Regnault
02/06/2016