Les ondes sonores séparent la tumeur et les cellules sanguines

Un outil capable de tester le sang d'un patient atteint de cancer à la recherche de cellules tumorales rares est extrêmement utile pour vérifier si une tumeur va se propager. Maintenant, les scientifiques ont trouvé un moyen de le faire en utilisant des ondes sonores "inclinées" dans un appareil pas plus grand qu'une petite pièce, offrant un moyen efficace de trier les cellules sans les traiter avec des produits chimiques ou les déformer mécaniquement.

L’équipe comprend des membres du MIT (Cambridge, Massachusetts), de l’Université de Pennsylvanie (University Park, Pennsylvanie) et de l’Université Carnegie Mellon (Pittsburgh, Pennsylvanie). Actes de l'Académie nationale des sciences.

Les ondes sonores offrent un moyen de trier les cellules sans avoir à les exposer à des produits chimiques ou à des forces dommageables, explique M. Ming Dao, chercheur principal au Département de science et génie des matériaux du MIT.

"La pression acoustique est très faible et beaucoup plus faible en termes de forces et de perturbations de la cellule. C'est une manière très douce de séparer les cellules, et aucun étiquetage artificiel n'est nécessaire."

Les ondes sonores inclinées séparent plus efficacement les types de cellules

Ce n'est pas la première tentative de séparer les cellules et les petites particules à l'aide d'ondes sonores. Si vous prenez un mélange de cellules ou de particules et que vous les faites circuler dans une direction, vous pouvez les dévier très légèrement en les exposant à des ondes sonores. La quantité de déviation dépend des propriétés physiques des cellules telles que la taille et la compressibilité.

Mais les efforts antérieurs visant à faire fonctionner les séparateurs de cellules à l'aide d'ondes sonores n'ont pas été en mesure de faire la différence de déviation suffisamment grande pour séparer efficacement les cellules.

Dr. Ming et ses collègues ont résolu le problème en utilisant des ondes sonores inclinées. Celles-ci traversent la trajectoire des cellules en angle au lieu de passer directement, garantissant que chaque cellule rencontre plusieurs n?uds à basse pression lors de son passage dans le microcanal au lieu d'un seul.

Dans leur étude, l’équipe a tout d’abord testé leur appareil à l’aide de billes de plastique et a montré qu’elle pouvait séparer des billes de 9,9 microns de perles de 7,3 microns de diamètre avec une précision d’environ 97%. Un micron est un millième de millimètre.

Ils ont ensuite développé le dispositif en ajoutant un module de simulation informatique capable de prédire la trajectoire d'une particule à travers le microcanal en fonction de sa taille, de sa compressibilité, de sa densité et de l'angle des ondes sonores. Cette fonctionnalité signifie que l'appareil peut être personnalisé pour trier différents types de particules ou de cellules.

71% des cellules tumorales récupérées dans un laboratoire composé de cancer du sein et de globules blancs

L'équipe a également testé la capacité de l'appareil à séparer les cellules cancéreuses du sein MCF-7 (diamètre de 20 microns) des globules blancs (12 microns de diamètre). Les cellules diffèrent également par compressibilité et densité.

Les résultats ont montré que le trieur de cellules récupérait environ 71% des cellules cancéreuses.

L'équipe prévoit maintenant de tester le dispositif avec des échantillons de sang provenant de patients cancéreux en milieu clinique. Les cellules tumorales circulantes sont très rares: un millilitre de sang d'un patient cancéreux typique ne peut contenir que quelques cellules tumorales.

Les chercheurs ont déposé un brevet sur leur appareil. Ils le voient aider les cliniciens à déterminer si la tumeur d'un patient est sur le point de se propager à d'autres sites du corps. Lorsque les tumeurs se préparent à le faire, elles commencent à envoyer des cellules qui circulent dans la circulation sanguine.

Les National Institutes of Health et la National Science Foundation ont aidé à financer cette étude.

Vous pouvez voir le périphérique en action en lisant la vidéo ci-dessous.

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