Des scientifiques créent un appareil qui utilise des «pinces légères» pour piéger et déplacer les virus

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Des scientifiques créent un appareil qui utilise des «pinces légères» pour piéger et déplacer les virus


Résumé graphique. Crédit : DOI : 10.1021/acssensors.1c01350

Une équipe de scientifiques dirigée par l’Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) a créé un appareil à laser capable de piéger et de déplacer des virus à l’aide de la lumière.

L’appareil, qui a la capacité de manipuler la lumière pour agir comme une « pince à épiler », aiderait au développement de nouvelles approches pour le diagnostic des maladies et l’étude des virus, car l’appareil peut précisément « déplacer » un virus unique pour cibler une partie particulière. d’une cellule.

Cela aiderait également au développement de vaccins, car le dispositif permet aux scientifiques de séparer les virus endommagés ou incomplets d’un groupe de milliers d’autres spécimens en moins d’une minute, par rapport aux processus actuels qui sont fastidieux et manquent de précision, ont déclaré les scientifiques.

Le professeur agrégé Eric Yap, de la Lee Kong Chian School of Medicine de NTU, un généticien médical qui a codirigé la recherche, a déclaré : « La méthode conventionnelle d’analyse des virus aujourd’hui consiste à étudier une population de milliers ou de millions de virus. Nous ne connaissons que leur comportement moyen de l’ensemble de la population.Avec notre technologie laser, des virus isolés pourraient être étudiés individuellement.

« En plus de diagnostiquer les maladies, notre appareil pourrait être utilisé pour repérer les valeurs aberrantes – le virus individuel rare qui a le potentiel d’évoluer et de créer la prochaine vague d’épidémie, par exemple. Cela nous amène à une ère où nous pouvons contempler la précision diagnostics au niveau d’un seul virus. »

Les chercheurs ont testé leur appareil connu sous le nom de puce de manipulation de virus numérique sur des adénovirus, un groupe de virus courants pouvant provoquer des symptômes semblables à ceux du rhume, mesurant 90 à 100 nanomètres (nm) de diamètre. Bien qu’il n’ait pas encore été testé sur les coronavirus, il a le potentiel d’être utilisé pour la recherche sur le virus SARS-CoV-2, qui cause le COVID-19, car il est de taille similaire, entre 80 et 120 nm de diamètre.

Le professeur Liu Aiqun, de l’École de génie électrique et électronique de NTU, qui a dirigé la recherche, a déclaré : « Notre invention utilise la lumière pour manipuler des virus dans une certaine taille et nous avons prouvé qu’elle fonctionne avec les adénovirus. Nous pensons que notre appareil pourrait également être utilisé pour piéger et concentrer le SARS-CoV-2 à des fins de recherche et de diagnostic. »

Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue scientifique à comité de lecture Capteurs ACS en septembre.

Des chercheurs de l’Université polytechnique de Hong Kong, de l’Université de Hong Kong, de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong, de l’Agence pour la science, la technologie et la recherche (A*STAR), de l’Université de technologie de Sydney et de l’Université nationale australienne ont également participé à l’étude.






La manière «légère» de manipuler les virus avec une grande précision

Mesurant 2 cm sur 2 cm, environ la taille d’une vignette, l’appareil se compose d’une puce constituée d’une plaquette d’oxyde de silicium et de nitrure de silicium, avec des cavités de taille nanométrique pour contenir les virus piégés. Au-dessus de la puce se trouve un laser dirigeant des faisceaux lumineux hautement focalisés avec la bonne quantité d’énergie pour agir comme une paire de « pinces » capables d’isoler et de déplacer les virus.

L’appareil fonctionne en chargeant un fluide contenant des virus, comme du sang, dans la puce. Après quoi, un faisceau laser est dirigé dessus, formant des taches de lumière. Comme l’intensité de la lumière est la plus élevée au centre des taches, cela crée une force puissante qui attire et piège le virus dans des cavités désignées sur la puce.

En déplaçant les emplacements des points lumineux, les virus peuvent être déplacés librement vers d’autres parties de la puce. Cela permet de trier et de concentrer facilement des virus de différentes tailles, allant de 40 nm à 300 nm.

« Notre invention est une percée dans la recherche sur les virus car elle nous permet de sélectionner des échantillons individuels pour l’étude, alors que des technologies comparables aujourd’hui ne peuvent traiter que des virus en grande quantité », a déclaré le professeur Liu.

« Par exemple, nous pouvons isoler des virus individuels avec des mutations pour développer des thérapies contre ces variantes. Notre invention utilise des matériaux isolants qui sont biocompatibles et ne chauffent pas facilement, contrairement aux méthodes de tri actuelles qui génèrent beaucoup de chaleur. Cela signifie que les scientifiques doivent être confiants. dans la gestion des virus avec cet appareil sans affecter leurs propriétés et leur viabilité. »

Assoc Prof Yap a ajouté : « Grâce à cette technologie, nous pourrions sélectionner à la main des particules virales spécifiques et les étudier pour obtenir de nouvelles informations sur elles et les maladies qu’elles provoquent. Par exemple, cela pourrait ouvrir de nouvelles voies pour une analyse plus détaillée de mutants viraux spécifiques, ce qui pourrait conduire à de nouvelles façons de caractériser et de contrer ces variantes virales.

Les scientifiques travaillent à étendre l’utilisation de leur appareil alimenté par laser.

Par exemple, ils cherchent à étudier comment le dispositif peut diriger les virus isolés pour infecter une partie ciblée d’une cellule humaine. L’équipe a déclaré que cela conduirait à des progrès dans la recherche sur les virus et améliorerait l’efficacité du développement de vaccins et de médicaments antiviraux.


Le mécanisme sous-jacent à l’émergence de variantes virales dévoilé


Plus d’information:
Yuzhi Shi et al, Piégeage et détection de virus uniques dans une puce optofluidique, Capteurs ACS (2021). DOI : 10.1021/acssensors.1c01350

Fourni par l’Université technologique de Nanyang

Citation: Des scientifiques créent un appareil qui utilise des « pinces légères » pour piéger et déplacer les virus (2021, 28 octobre) récupéré le 28 octobre 2021 sur https://phys.org/news/2021-10-scientists-device-tweezers-viruses.html

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