Imaginez si les scientifiques pouvaient saisir les particules virales de la même manière que nous ramassons une balle de tennis ou une clémentine, et les empêcher d’infecter les cellules. Eh bien, des scientifiques de l’Illinois ont construit une main microscopique à quatre doigts pour faire exactement cela.
Une équipe de scientifiques, dirigée par Xing Wang de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, a créé une petite main, baptisée NanoGripper, à partir d’un seul morceau d’ADN replié capable de saisir les particules de Covid-19. Leurs conclusions, détaillées dans un communiqué du 27 novembre étude publié dans la revue Robotique scientifiquedémontrent que la main peut effectuer un test rapide pour identifier le virus et empêcher les particules d’infecter les cellules saines. Bien que l’étude se soit concentrée spécifiquement sur le virus covid-19, les résultats ont des implications importantes pour de nombreuses conditions médicales.
« Nous voulions fabriquer un robot en matériau souple, à l’échelle nanométrique, doté de fonctions de préhension jamais vues auparavant, pour interagir avec des cellules, des virus et d’autres molécules pour des applications biomédicales », a déclaré Wang dans une université. déclaration. « Nous utilisons l’ADN pour ses propriétés structurelles. Il est solide, flexible et programmable. Pourtant, même dans le domaine de l’origami ADN, c’est nouveau en termes de principe de conception. Nous plions un long brin d’ADN d’avant en arrière pour créer tous les éléments, à la fois les pièces statiques et mobiles, en une seule étape.
Le NanoGripper possède quatre doigts articulés et une paume. Les doigts sont programmés pour s’attacher à des cibles spécifiques – dans le cas du covid-19, la fameuse protéine de pointe du virus – et resserrer leur emprise autour d’elles. Selon l’étude, lorsque les chercheurs ont exposé des cellules équipées de NanoGrippers au covid-19, les mécanismes de préhension des mains ont empêché les protéines de pointe virales d’infecter les cellules.
« Il serait très difficile de l’appliquer après qu’une personne soit infectée, mais il existe un moyen de l’utiliser à titre thérapeutique préventif », a expliqué Wang. « Nous pourrions fabriquer un spray nasal antiviral. Le nez est le point chaud des virus respiratoires, comme le covid ou la grippe. Un spray nasal avec le NanoGripper pourrait empêcher les virus inhalés d’interagir avec les cellules du nez.
La main est également équipée d’un capteur unique qui détecte le covid-19 en 30 minutes avec la précision des tests moléculaires qPCR désormais familiers utilisés dans les hôpitaux.
« Lorsque le virus est tenu dans la main du NanoGripper, une molécule fluorescente est déclenchée pour libérer de la lumière lorsqu’elle est éclairée par une LED ou un laser », a déclaré Brian Cunningham, l’un des collègues de Wang sur l’étude, également de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. « Lorsqu’un grand nombre de molécules fluorescentes sont concentrées sur un seul virus, notre système de détection devient suffisamment brillant pour compter chaque virus individuellement. »
Comme un véritable couteau suisse, les scientifiques pourraient modifier le NanoGripper pour potentiellement détecter et capturer d’autres virus, notamment le VIH, la grippe ou l’hépatite B, comme détaillé dans l’étude. Le « côté poignet » du NanoGripper pourrait également s’attacher à un autre outil biomédical pour des fonctions supplémentaires, telles que l’administration ciblée de médicaments.
Cependant, Wang a une vision encore plus grande que les virus : le cancer. Les doigts pourraient être programmés pour cibler les cellules cancéreuses de la même manière qu’ils identifient actuellement les protéines de pointe du covid-19, puis administrer des traitements ciblés contre le cancer.
« Bien sûr, cela nécessiterait de nombreux tests, mais les applications potentielles pour le traitement du cancer et la sensibilité obtenue pour les applications de diagnostic démontrent la puissance de la nanorobotique douce », a conclu Wang.
Espérons que les NanoGrippers pourraient donner aux scientifiques la possibilité de saisir la prochaine pandémie par les nanoballes.
