De minuscules antennes sans fil utilisent la lumière pour surveiller les communications cellulaires
Dans le cadre d’un dispositif de biodétection à haute résolution sans fil, les antennes pourraient aider les chercheurs à décoder les signaux électriques complexes envoyés par les cellules – MIT
La surveillance des signaux électriques dans les systèmes biologiques aide les scientifiques à comprendre comment les cellules communiquent, ce qui peut faciliter le diagnostic et le traitement de maladies telles que l’arythmie et la maladie d’Alzheimer.
Mais les appareils qui enregistrent les signaux électriques dans les cultures cellulaires et autres environnements liquides utilisent souvent des fils pour connecter chaque électrode de l’appareil à son amplificateur respectif. Le nombre de fils pouvant être connectés à l’appareil étant limité, le nombre de sites d’enregistrement est restreint, ce qui limite les informations pouvant être recueillies sur les cellules.
Des chercheurs du MIT ont mis au point une technique de biodétection qui élimine le besoin de fils. Au lieu de cela, de minuscules antennes sans fil utilisent la lumière pour détecter de minuscules signaux électriques.
De petites variations électriques dans le milieu liquide environnant modifient la façon dont les antennes diffusent la lumière. En utilisant un réseau de minuscules antennes, dont chacune a un centième de la largeur d’un cheveu humain, les chercheurs ont pu mesurer les signaux électriques échangés entre les cellules, avec une résolution spatiale extrême.
Les dispositifs, qui sont suffisamment durables pour enregistrer des signaux en continu pendant plus de 10 heures, pourraient aider les biologistes à comprendre comment les cellules communiquent en réponse à des changements dans leur environnement. À long terme, ces connaissances scientifiques pourraient ouvrir la voie à des progrès en matière de diagnostic, stimuler le développement de traitements ciblés et permettre une plus grande précision dans l’évaluation des nouvelles thérapies.
Benoît Desbiolles, ancien postdoc au Media Lab du MIT et auteur principal d’un article sur les dispositifs a déclaré « Pouvoir enregistrer l’activité électrique des cellules à haut débit et à haute résolution reste un véritable problème. Nous devons essayer des idées novatrices et des approches alternatives ».
Il est rejoint dans cet article par Jad Hanna, étudiant invité au Media Lab, Raphael Ausilio, ancien étudiant invité, Marta J. I. Airaghi Leccardi, ancienne postdoc, Yang Yu, scientifique chez Raith America, Inc. et Deblina Sarkar, auteur principal, professeur adjoint de développement de carrière AT&T au Media Lab et au MIT Center for Neurobiological Engineering et chef du Nano-Cybernetic Biotrek Lab. La recherche est publiée dans Science Advances.
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