Les «analyses se font sur des plaquettes transparentes plus petites qu’un téléphone cellulaire. On le nomme “puces” parce que leur apparence rappelle celle de nos appareils électroniques. Mais au lieu de faire voyager de l’électricité sur des circuits imprimés, ces puces transparentes font circuler des micro-quantités de liquides dans des canaux et des compartiments aux configurations multiples» (B. Lamolet, Québec Sciences, Juillet-août 2025, p.24-28).

Elles transportent des molécules et des cellules pour diverses expériences scientifiques. C’est une application de la discipline de l’écoulement des fluides dans des espaces très étroits, soit la microfluidique.

Les technologies microfluidiques vont transformer la recherche biomédicale, le diagnostic ou les évaluations de médicaments. La dépendance aux animaux de laboratoire sera réduite.

Les puces sont conçues par l’impression 3D. «Le défi c’est de faire progresser un échantillon – de salive, par exemple – dans les bons canaux de la puce, de compartiment en compartiment, au bon moment, afin que les réactions biochimiques de détection d’un virus, d’un anticorps ou d’une protéine s’exécutent aux bonnes étapes…Le moteur, ce sont les forces de capillarité… Dans une puce, c’est le matériau lui-même qui attire le liquide et le fait avancer à l’intérieur des canaux» (Ib.).

Un micro-côlon sur puce en 3D a été réalisé. De la gélatine a été coulée entre deux plaques de verre et des cryptes ont été creusées à la surface de la gélatine. Des cellules intestinales y ont été déposées et celles-ci se sont connectées entre elles sur la gélatine. Il est ainsi possible de voir directement l’effet d’une substance cancérigène ou d’un agent chimiothérapeutique sur des cellules tumorales. Le dispositif a la taille d’un timbre et peut être observé sous microscope.

Une puce à moëlle osseuse a été reliée à une puce à poumon. Un virus respiratoire a infecté la puce à poumon et la moëlle osseuse a produit des globules blancs qui ont migré vers la puce à poumon pour éradiquer le virus. Cette moëlle osseuse in vitro était fonctionnelle sur le plan immunitaire.

Il est maintenant possible de détecter simultanément et en deux heures la présence de quatre allergènes dans des aliments. Plus besoin d’envoyer au labo des échantillons et d’attendre une semaine. «Désormais, c’est le laboratoire qui se rend à l’entrepôt, un avantage certain dans les régions du globe où les laboratoires sont rares !» (Ib.).

Un foie in vitro a été conçu. Sur 8 molécules testées, 7 molécules ont été toxiques pour le foie alors que les études sur les animaux n’en avaient décelé aucune.

«Sur 10 médicaments efficaces et sécuritaires chez les rongeurs, 6 se révéleront inefficaces pour la physiologie humaine, 3 s’avéreront toxiques à divers degrés, et seulement un sera approuvé pour usage médical. Ces constatations ne remettent pas en question l’utilisation d’animaux en recherche pour comprendre les bases moléculaires, cellulaires et physiologiques de la vie. Mais pour évaluer des médicaments potentiels, le doute s’est installé» (Ib.).

Depuis 1938, la Food and Drug Administration (FDA) stipule qu’un médicament doit d’abord être testé sur des animaux. Or, depuis décembre 2022, elle peut autoriser des études cliniques sur des humains en se basant sur des méthodes de substitution comme les organes sur puce. Le 10 avril 2025, La FDA a annoncé son plan pour encourager concrètement cette transition.

Billet # 333