Chef(s) de projet: Lu Chen
Problème
La mesure du nombre de cellules CD4 T chez les patients atteints du VIH est un volet essentiel du suivi de la progression de la maladie et de l’efficacité du traitement, mais ce service n’est pas disponible dans la plupart des pays aux ressources limitées, ce qui entraîne la propagation de cette maladie contagieuse et de nombreux décès.
La cytométrie de flux conventionnelle demeure largement inaccessible pour une utilisation clinique de routine dans les établissements de soins primaires en raison de la taille et du coût du matériel.
Il y a un besoin clair et urgent de disposer d’un système plus simple, plus compact et portable, offrant un bon ratio coût-efficacité et des performances cliniques comparables.
Solution
Le projet visait à mette au point un appareil portable de surveillance du VIH au point de traitement qui soit peu coûteux, robuste et fiable pour mesurer le nombre de cellules CD4 T.
Une nouvelle méthode optique a été utilisée pour la détection et l’analyse des particules qui constitue la base d’un cytomètre portable.
La méthode comprend des dispositifs microfluidiques capillaires, des systèmes optiques et un algorithme unique d’acquisition et d’analyse d’images.
En utilisant une technique unique d’imagerie dynamique à large champ, le système élimine toutes les pièces mobiles d’un système classique de détection par fluorescence multicolore.
Le système de détection novateur permet la détection par fluorescence multicolore en une seule étape, sans composantes mécaniques mobiles.
Le prototype du système ne nécessite qu’une faible puissance et des composantes standard.
Pour faire la démonstration de cette plateforme d’analyse cellulaire, la numération de cellules CD4 T a été choisie comme essai initial, dans une comparaison directe avec la cytométrie de flux clinique.
Des cellules Immuno-Trol Control Cells, des échantillons de sang stabilisés couramment employés, ont été utilisées à deux concentrations.
Un anticorps CD4 commercial cliniquement validé avec un colorant a été utilisé pour tester ces échantillons de sang stabilisés.
Résultat
L’essai a produit un nombre moyen de 620 ± 15 cellules/μl et 184 ± 17 cellules/μl pour les concentrations élevées et basses, tandis que le cytomètre de flux a mesuré 670 ± 70 cellules/μl et 158 ± 28 cellules/μl, respectivement.
Afin de démontrer la capacité de multiplexage de cette plateforme d’analyse cellulaire, des cellules CD3 et CD4 marquées avec des fluorophores différents ont été détectées simultanément en utilisant un filtre à fluorescence avec deux sous-régions.
Par rapport aux autres systèmes connus de détection de particules/cellules, cette approche élimine les autres composantes mobiles, telles que des miroirs pour la numérisation au laser, ou les étapes de mouvement pour le positionnement du capteur CCD afin de mesurer un volume d’échantillon important.
La méthode d’imagerie, combinée à l’utilisation de puces microfluidiques spécifiquement conçues, crée une occasion unique de miniaturiser un système optique de détection de particules.
Le projet a été déployé à l’échelle par l’entremise de Grands Défis Canada, et ChipCare a pu obtenir 700 000 $ auprès d’investisseurs sociaux providentiels, résultant en une ronde de financement de 2,3 millions $ - une des plus importantes opérations d’investissement providentiel dans l’histoire canadienne.