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Des chercheurs de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody améliorent la technologie pour accélérer les études en génie génétique

Les travaux du professeur Steve Shih et de son équipe pourraient permettre aux scientifiques de créer des cellules génétiquement modifiées en quelques heures seulement
9 novembre 2020
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Kenza Samlali et ses collègues ont créé un dispositif capable d’isoler une cellule génétiquement modifiée et de l’enfermer dans des microgoutelettes qu’on peut manipuler pour obtenir des cellules correctement modifiées.

La création de cellules génétiquement modifiées – utilisées pour étudier les maladies – est un processus long et complexe qui peut durer des mois. Or, grâce à une nouvelle technologie développée par des chercheurs de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody de l’Université Concordia, ce processus pourrait désormais ne prendre que quelques jours.

Ces dernières années, l’avènement de l’édition génique et d’outils tels que CRISPR-Cas9 (pour Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats associated protein 9, ou protéine 9 associée aux courtes répétitions palindromiques regroupées et régulièrement espacées) donne aux scientifiques la possibilité de modifier facilement le génome des cellules et d’étudier son rôle dans la santé humaine ou le développement de maladies comme le cancer.

Même si ces « ciseaux moléculaires » permettent de retrancher un gène de l’ADN d’une cellule, les chercheurs doivent trouver et isoler les cellules modifiées, un processus long et fastidieux auquel ils doivent consacrer temps et énergie avant même de commencer leurs vrais travaux. Or, grâce à la nouvelle technologie mise au point par Steve Shih, professeur au Département de génie électrique et informatique de l’Université Concordia, ce processus pourrait être effectué en quelques heures seulement.

Dans un article publié dans la revue Small, Steve Shih, qui est également chercheur au Centre de biologie synthétique appliquée, décrit un nouveau dispositif microfluidique utilisé pour isoler et enrichir des cellules correctement modifiées.

Kenza_Samlali-768 Kenza Samlali: « La technologie microfluidique, aussi appelée laboratoire sur puce, sert à manipuler les fluides à l’échelle microscopique. »

Selon Kenza Samlali, étudiante de quatrième année au doctorat qui travaille avec le professeur Shih, les scientifiques utilisent la technologie microfluidique depuis un certain temps pour réaliser des expériences de miniaturisation et de multiplexage, en particulier pour effectuer des manipulations à l’échelle unicellulaire.

« La technologie microfluidique, aussi appelée laboratoire sur puce, sert à manipuler les fluides à l’échelle microscopique, explique la chercheuse Samlali, auteure principale de l’article sur la nouvelle étude. Nous l’utilisons afin de prouver qu’il est possible d’automatiser le processus de création d’une cellule cancéreuse modifiée. »

En combinant deux technologies existantes, Kenza Samlali et ses collègues ont créé un dispositif « hybride » capable d’isoler une cellule génétiquement modifiée et de l’enfermer dans des microgoutelettes. Sur la surface du dispositif, des électrodes produisent un champ magnétique qui permet de faire pénétrer les microgoutelettes dans des tunnels où les cellules correctement modifiées sont isolées et enrichies.

« D’habitude, nous devons utiliser des outils automatisés encombrants et coûteux pour trier les cellules et isoler celles dont nous avons besoin, ajoute la chercheuse. Cette opération peut nous prendre des mois et endommager de nombreuses cellules modifiées qui deviennent alors inutilisables. Nous croyons qu’il est possible d’intégrer notre nouvelle technologie dans les outils automatisés des laboratoires et ainsi prévenir ce genre de pertes tout en permettant aux chercheurs de gagner un temps précieux. »

20170308SteveShih Steve Shih, professeur agrégé au Département de génie électrique et informatique de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody

Steve Shih croit que les travaux de son équipe constituent un premier pas vers une approche nouvelle génération pour la récupération rapide des cellules modifiées.

« La microfluidique se prête admirablement bien à l’automatisation, et nous croyons qu’après un certain nombre de mises au point, nous pourrons créer une “solution d’édition génique tout-en-un” contrôlée par un logiciel convivial. »

L’étude a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Fonds de recherche Nature et technologies et la Fondation canadienne pour l’innovation.

Lisez l’article One Cell, One Drop, One Click: Hybrid Microfluidics for Mammalian Single Cell Isolation, publié dans la revue Small. Consultez aussi l’article sur l’étude précédente, intitulé An automated microfluidic gene-editing platform for deciphering cancer genes, dans la revue Lab on a Chip.

 



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