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Valeria Nuzzo, directrice du département recherche à l’ECE, en collaboration avec une équipe de recherche d’Harvard University (Nabiha Saklayen, Eric Mazur), vient de déposer un brevet sur une nouvelle technique de délivrance intracellulaire de molécules par laser (US provisional – « Cellular Poration Using Continuous Laser Radiation », 11/2016).

Délivrer de façon efficace, rapide et sure des millions de molécules fonctionnelles à des cellules permettra de révolutionner les thérapies géniques, le diagnostic par criblage à haut débit, la découverte de nouveaux médicaments. Les techniques actuelles de délivrance intracellulaire sont d’origine biologique (utilisation de virus comme vecteurs de molécules), chimique (en encapsulant les molécules par exemple dans des lipides pour franchir la membrane cellulaire), ou physique (la plus utilisée étant l’électroporation permettant d’ouvrir des pores dans la membrane cellulaire par un champ électrique). Toutes ces techniques ont des avantages et des inconvénients et de nouvelles pistes sont en permanence explorées. Dans les dernières années on a assisté au développement de méthodes physiques impliquant l’utilisation de nanoparticules et ou chip nanostructurés qui, illuminés par des lasers pulsés, permettent l’ouverture de pores cellulaires par un effet thermique ou d’amplification du champ électrique.

Dans un projet joint ECE-Harvard, nous proposons d’utiliser un laser continu pour irradier une surface métallique microfabriquée  sur laquelle on vient déposer des cellules entourées par une solution contenants les molécules d’intérêt. Nous avons observé que sous l’effet du laser continu les molécules rentrent et diffusent dans les cellules, alors que jusqu’à présent les lasers continus ont été utilisés dans la thérapie photothermique pour induire la nécrose de cellules cancéreuses. Le remplacement d’un laser pulsé par un laser continu pour la délivrance intracellulaire permet de réduire énormément les couts et de rendre la technique beaucoup plus accessible.

L’image montre des cellules après irradiation par laser continu : a) les cellules qui émettent une fluorescence verte ont incorporé la calcéine, une molécule imperméable, sous l’effet du laser, validant la technique ; b) la fluorescence violette émise par les cellules prouve qu’elles restent vivantes après traitement ; c) les images a) et b) sont superposées pour montrer toutes les cellules vertes et vivantes.