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Le Microflow pose des diagnostics de maladies sur Terre et dans l’espace
mai 30, 2013
By
Eric Cloutier
par Peter Caulfield
L’astronaute canadien Chris Hadfield s’est récemment taillé une place dans l’histoire en effectuant avec succès deux démonstrations d’une version miniaturisée d’un cytomètre de flux dans la station spatiale internationale (ISS).
Les démonstrations du dispositif appelé Microflow avaient pour but de pousser le développement d’un petit instrument sûr qui pourrait être certifié pour les soins et la surveillance médicaux en temps réel pendant les vols spaciaux.
Microflow est l’un de deux projets financés par l’Agence spatiale canadienne (ASC) qui utilisera l’espace comme environnement d’essai pour développer une technologie médicale plus petite, moins chère et plus rapide pouvant traiter et analyser des échantillons médicaux en orbite, tout en appuyant la recherche scientifique à bord de l’ISS.
Le Microflow représente une plateforme de démonstration technologique mise au point par l’Institut national d’optique (INO), le plus important centre d’expertise en optique et photonique, situé à Québec.
Il s’agit d’une version miniature d’un cytomètre de flux, un instrument de recherche et clinique commun en laboratoire. Les cytomètres de flux sont utilisés dans une variété d’applications de bioanalyse et cliniques pour poser des diagnostics de maladies comme les leucémies et les pathologies immunologiques chez les humains, et les pathogènes bactériens dans les aliments ou l’eau.
La plupart des cytomètres de flux ne sont utilisés qu’en laboratoire car ils peuvent peser des centaines de kilos et occuper autant d’espace que trois imprimantes laser et une machine à espresso. Contrairement à ses plus gros parents, le Microflow pèse moins de 10 kilos et n’est pas plus gros qu’un grille-pain.
La petitesse et la légèreté du Microflow assurent sa convenance dans l’espace car il en coûte bien plus de lancer des objets plus lourds dans l’espace et il est bien plus difficile d’entreposer des objets encombrants dans l’intérieur étroit de l’aéronef et de l’ISS.
Le Microflow fait appel à la fibre optique pour détecter les cellules d’un échantillon biologique alors qu’elles passent en file dans un jet fluide devant un laser qui les illumine. D’autres fibres optiques saisissent l’illumination qui est alors quantifiée dans un fichier de données puis analysée pour prélever les propriétés chimiques et physiques des molécules ou des cellules de l’échantillon. Et le Microflow fait tout cela en 10 minutes.
Pour miniaturiser la technologie du cytomètre de flux et la rendre utilisable dans l’espace, l’INO (www.ino.ca) a dû trouver le moyen de tenir le jet de fluide petit et l’empêcher de perdre son focus en l’absence de pesanteur. Sous la direction des principaux investigateurs, le dr Ozzy Mermut de l’INO et le dr Luchino Cohen de l’ASC (www.asc-csa.gc.ca), l’équipe Microflow a réussi à construire un dispositif qui suspend les particules dans une quantité infime de liquide à l’intérieur d’une petite structure de fibre optique à focus permanent.
Selon Cohen, le projet Microflow a soulevé de nombreux défis.
« En premier lieu, il est très difficile et complexe de faire de la science dans l’espace, » souligne-t-il. « Et il est difficile de concevoir un cytomètre de flux portatif assez robuste et compact pour être transporté jusqu’à l’ISS. »
Les échantillons biologiques ont été préparés au sol puis stockés pendant des semaines avant d’être lancés dans l’espace à bord de la fusée de SpaceX (illustrée en couverture lors de son arrimage à l’ISS).
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