Les nano-pincettes en silicium sont des microsystèmes capables d’attraper, de manipuler et de caractériser des éléments biologiques tels que des biomolécules, des cellules ou des agrégats cellulaires. Ces nano-pincettes (SNT : Silicon Nano Tweezers) ont été développées à l’Université de Tokyo dans le cadre d’une collaboration structurée entre l’institut des Sciences Industrielles et le CNRS1. Ces nano-pincettes permettent la caractérisation des propriétés mécaniques et électriques de fibres moléculaires comme les fibres d’ADN ou les microtubules, ou de cellules uniques mises en présence de réactifs chimiques. Grâce à un premier projet initié en 2012 par le CNRS, l’Université de Lille, l’Université de Tokyo et le Centre Oscar Lambret, les SNT ont été utilisés pour améliorer la compréhension des protocoles de radiothérapie2 en mesurant, pour la première fois au monde, le taux de cassures de brins d’ADN sous irradiation.
Après le transfert de Tokyo des technologies microsystèmes au sein de l’IRCL, les chercheurs du programme SMMiL-E3 (Seeding Microsystems in Medecine in Lille – European-Japanese Technologies against Cancer) ont finalisé la première fabrication de SNT à l’IRCL, ce qui est un point de validation du transfert de technologie dans notre région. Les SNT vont être mis à profit pour analyser le potentiel métastatique des cellules tumorales circulantes à partir de leurs propriétés mécaniques relatives à leur mobilité. Cette approche unique trouvera ses applications dans la lutte contre le cancer pour le diagnostic précoce, le test de candidats médicaments et le suivi des traitements.
Les zones agrandies montrent les différentes parties de la nano-pincette : au centre : les doigts pour attraper et caractériser les cellules, à gauche un actionneur en peigne inter digité pour déformer (en compression) la cellule, à droite le capteur de déplacement pour mesurer la réponse mécanique de la cellule suite à sa compression.
Références :
¹LIMMS/CNRS-IIS UMI 2820, Institute of Industrial Science, University of Tokyo, 4-6-1 Komaba Meguro Ku, Tokyo 153-8505, Japan.
²Centre Oscar Lambret, Université de Lille, Département Universitaire de Radiothérapie, Centre Oscar Lambret, Lille 59000, France.
³CNRS/IIS/COL/ULille SMMiL-E project.
Silicon Nano Tweezers (SNT) are microchips based on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) technology. They were developed at The University of Tokyo as a collaborative work between Institute of Industrial Sciences and CNRS. SNTs perform mechanical characterization of a wide range of biological samples such as tobacco mosaic viruses, DNA, microtubules and cells. With a project started in 2012 with The University of Tokyo, CNRS and Centre Oscar Lambret, the SNT technology was brought to Lille for improving radiotherapy protocols by examining the direct effect of X-rays on DNA for the first time in the world. After the establishment of SMMiL-E facilities at IRCL, the technology transfer of the SNT production has been completed. Recently, SMMiL-E researchers have finalized the first SNT chip fabrication at IRCL. Produced SNTs were specially designed to investigate the metastatic potential of circulating tumour cells based on their mechanical properties. This approach finds application possibilities for diagnosis, drug testing and disease monitoring.
