µ-Laboratoire d’Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d’un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères – MicroLAS

Nous avons récemment développé, breveté et transféré industriellement avec succès une technologie pour la purification, l'enrichissement et la séparation de l'ADN. Cette technologie baptisée µLAS est fondée sur le transport de l'ADN par un champ électrique et un écoulement hydrodynamique en direction opposée dans des liquides viscoélastiques. Dans ces conditions, des forces visco-élastiques transverses orientées vers les parois se manifestent. Ces forces augmentent en fonction du poids moléculaire d'ADN (MW), ce qui induit une diminution progressive de la vitesse de migration de l'ADN et permet sa séparation en taille dans des canaux micro-fluidiques ou dans les capillaires. Par conséquent, les systèmes d'actionnement classiques en microfluidique que sont la pression et le champ électrique permettent d'exercer un contrôle fin du transport de l'ADN, ce qui ouvre la voie à une manipulation optimale de l'ADN à des fins analytiques. A titre d'exemple, avec un appareil commercial d'Electrophorèse Capillaire, cette technologie nous permet d'effectuer la séparation de l'ADN dans la gamme de taille 0,1-5 kb avec une sensibilité inégalée de 20 pg / ml avec un temps de fonctionnement de ~10 minutes. Cette innovation sera d'ailleurs commercialisée au mois de juin. Dans ce projet, nous voulons démontrer tout le potentiel de la technologie µLAS et effectuer les opérations de séparation, l'enrichissement et la purification pour virtuellement tous les poids moléculaire de l'ADN. Nous ciblons les besoins académiques et industriels dans le séquençage de troisième génération, la bactériologie, l'épidémiologie et le diagnostic du cancer. Pour ce faire, nous voulons optimiser le transport de l'ADN selon des règles déterminées par des modèles physiques spécifiques d'électro-hydrodynamique. Nous avons en particulier l'intention d'effectuer des recherches expérimentales et théoriques sur les forces transverses visco-élastique à l'aide de différentes familles de solutions de polymères (WP2). Ces travaux permettront d'établir une plate-forme prédictive permettant d'ordonner les paramètres expérimentaux selon les opérations analytiques ciblées. Cette plate-forme sera testée de manière systématique en exécutant des expériences de séparation avec des molécules d'ADN de poids moléculaire variable (WP3). Nous souhaitons également envisager de nouvelles voies d'actionnement du transport de l'ADN en utilisant des modulations temportelles du champ électrique ou du champ hydrodynamique afin de donner plus de flexibilité au contrôle du transport de l'ADN (WP4). Notez que WP3 et WP4 se renforcent mutuellement: les deux visent à améliorer progressivement les caractéristiques de µLAS pour la séparation de l'ADN de haut poids moléculaire. La dernière tâche de ce projet (WP5) est consacrée à la spécification d'un prototype pour le contrôle de la qualité des bioprocédés tel que le séquençage d'ADN de troisième génération ou le typage bactérien. Notre projet sera réalisé par un consortium impliquant le LAAS et le LRP, qui sont deux laboratoires experts en systèmes microfluidiques, en écoulement des fluides complexes et en séparation de l'ADN. Les développements du prototype industriel seront transférés à Picometrics Technologies, l'entreprise mandataire des brevets µLAS et spécialisée en instrumentation pour l'électrophorèse capillaire .