Accueil > Français > Actualité

Compacter l’ADN dans un canal microfluidique


Des chercheurs du Laboratoire de Physique des Solides et de l’Institute of Bioengineering and Nanotechnology à Singapour ont développé une méthodologie simple et rapide basée sur la microfluidique pour contrôler la compaction de molécules d’ADN en des nanoparticules de taille définie. Cette classe de nanoparticules auto-assemblées recèle une grande importance pour la thérapie génique, et un contrôle fin de leur distribution de taille devrait permettre un transfert de gènes plus efficace et moins toxique que par les méthodes usuelles de préparation en tubes à essai.

La synthèse de nanomatériaux innovants s’appuie fréquemment sur l’auto-assemblage moléculaire, c’est à dire sur un processus dans lequel des molécules individuelles forment spontanément des structures complexes ordonnées avec des fonctions émergentes. Les complexes de polyélectrolytes constituent une classe importante de nanoparticules qui se forment sous l’influence des forces électrostatiques entre un polymère et un agent de charge opposée. Lorsque le polymère est un ADN thérapeutique, les complexes résultants se présentent comme des vecteurs potentiels pour le transfert de gènes dans les cellules en vue d’une thérapie génique. L’une des raisons qui a limité le développement de la thérapie génique jusqu’à aujourd’hui est le manque de vecteur efficace et non toxique. Les vecteurs synthétiques préparés en tube à essai présentent des caractéristiques morphologiques disparates. En particulier, leur taille est mal contrôlée ce qui donne lieu à des faibles efficacités de transfert – les vecteurs sont parfois trop gros pour passer au travers des tissus – ou bien à des résultats peu reproductibles.


(Gauche) Image des microcanaux au point de confluence des fluides contenant ADN, eau pure et tensioactifs. (Milieu) Image en microscopie électronique de nanoparticules ADN-tensioactif. (Droite) Représentation schématique d’une nanoparticule faite d’ADN (en bleu) compacté par des tensioactifs cationiques (en rouge).

Des chercheurs du Laboratoire de Physique des Solides et de l’Institute of Bioengineering and Nanotechnology à Singapour ont élaboré une série de dispositifs microfluidiques qui permettent d’ajuster le temps caractéristique de mélange de deux fluides au regard du temps caractéristique d’association des molécules de charges opposées. En ajustant les débits volumiques entre un écoulement central focalisé par deux écoulements latéraux, chacun de ces écoulements contenant soit de l’ADN, des tensioactifs ou du solvant, le processus d’auto-assemblage peut être maîtrisé pour obtenir des nanoparticules de petite taille. Les chercheurs sont ainsi parvenus à associer par diffusion lente des tensioactifs cationiques avec des molécules d’ADN d’environ 2000 paires de bases pour former des nanoparticules qui avoisinaient les 30 nm de diamètre. De si petits objets ne contenaient probablement chacun qu’une ou deux chaînes d’ADN. Cette approche microfluidique reste très générale et peut être appliquée à des systèmes possédant des cinétiques d’assemblage variées. Elle devrait susciter plusieurs opportunités pour l’auto-assemblage dirigé de nanomatériaux complexes, en particulier pour des applications biomédicales.

Référence :


Microfluidics-Driven Strategy for Size-Controlled DNA Compaction by Slow Diffusion through Water Stream
Ciprian Iliescu and Guillaume Tresset
Chem. Mater. 27, 8193-8197 (2015).

Contact :


Guillaume Tresset