La modeste boîte de pétri a été pendant des années une pièce emblématique du matériel de laboratoire, utilisée par les chercheurs pour la croissance de toutes sortes d’échantillons biologiques, allant des bactéries aux cellules cérébrales, dans différents types d’environnements. Cette simple pièce de verre a également joué un rôle de premier plan dans une longue série de percées scientifiques. Cependant, la prochaine percée pourrait bien être une transformation de la boîte de pétri elle-même.

« Nous travaillons sur la boîte de pétri de la prochaine génération », affirme Neil Roy Choudhury, PDG de Frontier Fluidics dont le siège est situé à Calgary. Hamid Sadabadi, qui fait fonction de chef de la technologie, et lui ont fondé l’entreprise au début de 2017 pour mettre les puissantes capacités de la conception microfluidique à la disposition des chercheurs de la communauté scientifique qui n’auraient peut-être pas accès par ailleurs à son potentiel.

Ce potentiel était évident dans les années 90, lorsque les ingénieurs et les chimistes se sont tournés vers les outils de gravure finement affilés utilisés par les fabricants de puces informatiques. Ils ont découvert qu’en creusant des canaux microscopiques dans des substrats solides (tels que le silicium), ils pouvaient gérer les interactions entre de très faibles quantités de réactifs avec un très grand détail, rapidement et facilement, introduisant ainsi ce qui est devenu connu comme un « laboratoire sur une puce ».

La microfluidique a, depuis lors, ouvert la voie à des systèmes analytiques compacts et autonomes qui peuvent pratiquer des analyses chimiques complexes, telles que la vérification de l’existence éventuelle de polluants dans un lac ou une rivière, sans les frais et l’encombrement d’appareils de laboratoire traditionnels de table. Ces produits transforment le mode d’exécution d’une grande quantité de travaux sur le terrain, mais, selon Choudhury, les changements ne sont pas encore arrivés dans bon nombre de laboratoires.

« À moins de travailler en compagnie des personnes qui mettent au point ces systèmes, bon nombre de chercheurs n’ont pas facilement accès à la microfluidique », explique-t-il, soulignant que les chercheurs du domaine des sciences biologiques pourraient particulièrement tirer profit de cet accès. Frontier Fluidics a été mise sur pied dans le but d’identifier ces besoins et de créer des appareils aptes à les satisfaire. « Nous créons essentiellement un service personnalisé pour chaque laboratoire avec lequel nous travaillons, » précise-t-il.

Choudhury et Sadabadi se sont liés d’amitié pendant qu’ils travaillaient auprès d’une entreprise d’Edmonton. Tous deux sont diplômés de l’Université Concordia où Choudhury a obtenu un diplôme de premier cycle en génie aérospatial et Sadabadi a obtenu son doctorat pendant qu’il travaillait sur des capteurs à puce. Les innovateurs s’intéressaient tous deux au développement de la microfluidique, et ils sont venus à la conclusion qu’ils pouvaient contribuer grâce à une expertise unique à une entreprise destinée à tirer profit des marchés émergents de cette technologie.

Sadabadi fait remarquer que CMC Microsystèmes a procuré un très grand appui à l’entreprise et à son laboratoire de recherche en fournissant les logiciels et l’assistance financière pour la fabrication des puces. « Cet appui s’est avéré essentiel au succès de Frontier Fluidics », dit-il, soulignant qu’il a initialement noué des liens avec CMC pendant qu’il était à Concordia où CMC lui a permis d’avoir accès à des installations de fabrication industrielle qui n’auraient pas été accessibles autrement à un chercheur académique.

Cet accès est également indispensable aux objectifs de Frontier Fluidics qui s’efforce de travailler à la fine pointe de la conception des puces.

« Nos capacités nous permettent de faire concurrence à des entreprises internationales », dit-il, citant notamment la capacité de travailler avec un éventail complet de composés de verre ou de polymère qui sont nécessaires à la gestion de différentes interactions biologiques. « Nous pouvons créer des puces tridimensionnelles soit avec une seule couche ou des puces à couches multiples qui reproduisent l’environnement in vivo dans lequel croissent les cellules ou les bactéries. Plutôt que de regarder des millions de cellules sur une boîte de pétri et leurs interactions entre elles, vous pouvez étudier le comportement exclusif des cellules individuelles dans un système à haut débit ».

Selon Sadabadi, le résultat annonce un développement technologique encore plus prometteur : un « organe sur puce », un dispositif de culture cellulaire pouvant reproduire le comportement biochimique de systèmes biologiques complexes tels que le foie, les poumons ou le cœur. Bien qu’il soit encore à ses balbutiements, avec bon nombre de défis de recherche et développement à surmonter, ce champ technologique s’avère très prometteur dans l’étude des maladies, la toxicologie et la mise au point de médicaments.

Les deux entrepreneurs sont d’avis que ces produits spécialisés finiront par devenir une partie importante des activités de l’entreprise mais, dans l’avenir immédiat, ils sollicitent l’appui technologique de CMC ainsi que des subventions d’organismes fédéraux pour mettre sur pied une gamme de puces microfluidiques normalisées qui, à l’exemple des boîtes de pétri, pourraient devenir partie intégrante de l’inventaire des laboratoires. Une telle orientation constituerait également une source stable et fiable de revenus au soutien de la croissance de l’entreprise.

« Nous mettons actuellement au point une puce microfluidique générique qui se prête à plusieurs applications », dit Sadabadi. « Ce développement nous aidera à faire concurrence à l’échelon international ». Un jour, Les chercheurs envisagent un jour où les boîtes de pétri pourraient être une chose du passé, si les ambitions de leur entreprise se concrétisent.

Crédit Photo: John Ulan

Novembre 2017