L'Université technologique de Nanyang à Singapour lance une puce révolutionnaire « ExoArc » pour transformer la séparation du plasma et le diagnostic précis

Des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) ont développé ExoArc, une puce de la taille d'une pièce de monnaie capable d'isoler le plasma du sang en 30 minutes, éliminant ainsi plus de 99,9 % des cellules sanguines et des plaquettes en une seule étape. Cette méthode surpasse le processus de centrifugation de référence actuel, qui peut prendre jusqu'à une heure et introduire une contamination. ExoArc permet l'extraction de plasma de haute pureté pour l'analyse clinique de l'ADN acellulaire, de l'ARN et des vésicules extracellulaires, contribuant ainsi au dépistage de biomarqueurs pour des maladies comme le cancer et le diabète.

NTU Singapore Unveils Revolutionary 'ExoArc' Chip: A Paradigm Shift in Blood Plasma Isolation

NTU Singapour dévoile la puce révolutionnaire « ExoArc » : un changement de paradigme dans l'isolement du plasma sanguin

Singapore, July 19, 2023 - Scientists at Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) have achieved a groundbreaking milestone in the field of clinical diagnostics with the development of 'ExoArc,' a compact and user-friendly chip that revolutionizes blood plasma isolation.

Singapour, le 19 juillet 2023 - Des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) ont franchi une étape révolutionnaire dans le domaine du diagnostic clinique avec le développement d'« ExoArc », une puce compacte et conviviale qui révolutionne l'isolement du plasma sanguin.

Replacing the Centrifuge: A Faster, More Accurate Approach

Remplacement de la centrifugeuse : une approche plus rapide et plus précise

ExoArc, meticulously described in the prestigious journal ACS Nano, offers an elegant solution to the limitations of the current gold-standard method, the centrifuge. While centrifugation has long been the mainstay for isolating blood plasma, its multi-step process, extended duration, and potential for contamination have hindered its efficiency.

ExoArc, méticuleusement décrit dans la prestigieuse revue ACS Nano, offre une solution élégante aux limites de la méthode de référence actuelle, la centrifugeuse. Bien que la centrifugation ait longtemps été le pilier de l’isolement du plasma sanguin, son processus en plusieurs étapes, sa durée prolongée et son potentiel de contamination ont nui à son efficacité.

"Our aim was to develop a rapid and reliable alternative to the centrifuge, one that would provide high-purity plasma for precision diagnostics," said Associate Professor Hou Han Wei, lead scientist on the ExoArc project.

"Notre objectif était de développer une alternative rapide et fiable à la centrifugeuse, capable de fournir un plasma de haute pureté pour des diagnostics de précision", a déclaré le professeur associé Hou Han Wei, scientifique principal du projet ExoArc.

Harnessing the Power of Precision Microfluidics

Exploiter la puissance de la microfluidique de précision

ExoArc leverages cutting-edge microfluidics, employing tiny channels within a compact chip to expertly separate blood plasma from red and white blood cells, as well as platelets. This ingenious mechanism eliminates the need for physical membranes or filters, enhancing efficiency and minimizing the risk of sample alteration.

ExoArc exploite la microfluidique de pointe, en utilisant de minuscules canaux dans une puce compacte pour séparer de manière experte le plasma sanguin des globules rouges et blancs, ainsi que des plaquettes. Ce mécanisme ingénieux élimine le besoin de membranes ou de filtres physiques, améliorant ainsi l'efficacité et minimisant le risque d'altération de l'échantillon.

"We have harnessed a unique flow phenomenon within these microchannels to precisely separate biological components based on their size," explained Hou.

"Nous avons exploité un phénomène d'écoulement unique au sein de ces microcanaux pour séparer avec précision les composants biologiques en fonction de leur taille", a expliqué Hou.

Validation and Applications: Precision in Action

Validation et applications : la précision en action

In a proof-of-concept study, the NTU team constructed a portable ExoArc prototype device. Collaborating with clinicians from the National Cancer Centre Singapore (NCCS), Tan Tock Seng Hospital (TTSH), and the Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), they clinically validated ExoArc's capabilities.

Dans le cadre d’une étude de validation de principe, l’équipe NTU a construit un prototype portable ExoArc. En collaboration avec des cliniciens du National Cancer Center Singapore (NCCS), de l'hôpital Tan Tock Seng (TTSH) et de l'Agence pour la science, la technologie et la recherche (A*STAR), ils ont validé cliniquement les capacités d'ExoArc.

Using a biomarker panel to analyze blood plasma samples from healthy individuals and cancer patients, the team demonstrated ExoArc's remarkable diagnostic accuracy. "By minimizing contamination from degraded blood cells, we significantly enhance the precision of diagnostic tests, reducing anxiety and ultimately improving patient care," said Professor Darren Lim, Senior Consultant at NCCS.

En utilisant un panel de biomarqueurs pour analyser des échantillons de plasma sanguin provenant d’individus en bonne santé et de patients atteints de cancer, l’équipe a démontré la précision diagnostique remarquable d’ExoArc. "En minimisant la contamination par des cellules sanguines dégradées, nous améliorons considérablement la précision des tests de diagnostic, réduisant ainsi l'anxiété et améliorant finalement les soins aux patients", a déclaré le professeur Darren Lim, consultant principal au NCCS.

ExoArc's versatility extends beyond cancer diagnostics. The research team successfully employed the chip to study microRNA molecules from blood plasma samples of individuals with type 2 diabetes. This study highlighted ExoArc's potential for identifying disease-related biomarkers, unlocking avenues for personalized medicine.

La polyvalence d'ExoArc s'étend au-delà du diagnostic du cancer. L’équipe de recherche a utilisé avec succès la puce pour étudier les molécules de microARN provenant d’échantillons de plasma sanguin d’individus atteints de diabète de type 2. Cette étude a mis en évidence le potentiel d'ExoArc pour identifier des biomarqueurs liés à la maladie, ouvrant ainsi la voie à une médecine personnalisée.

"ExoArc holds immense promise for precision medicine, empowering clinicians to better manage chronic conditions like diabetes," said Associate Professor Rinkoo Dalan, Senior Consultant at TTSH.

« ExoArc est extrêmement prometteur pour la médecine de précision, permettant aux cliniciens de mieux gérer les maladies chroniques comme le diabète », a déclaré le professeur agrégé Rinkoo Dalan, consultant principal au TTSH.

Beyond Blood Plasma Isolation: A Versatile Platform

Au-delà de l’isolement du plasma sanguin : une plateforme polyvalente

ExoArc's capabilities are not limited to blood plasma isolation. By adjusting its size cut-off, the platform can also be utilized to isolate bacteria or viruses from blood or other biofluids. This versatility opens up exciting possibilities for research and diagnostics in various medical fields.

Les capacités d'ExoArc ne se limitent pas à l'isolement du plasma sanguin. En ajustant sa taille limite, la plateforme peut également être utilisée pour isoler des bactéries ou des virus du sang ou d’autres biofluides. Cette polyvalence ouvre des possibilités passionnantes pour la recherche et le diagnostic dans divers domaines médicaux.

Innovation with Global Impact

Innovation avec un impact mondial

NTU has filed two patent applications for the ExoArc innovation through NTUitive, its innovation and enterprise company. With its potential to significantly reduce sample preparation time and enhance diagnostic accuracy, ExoArc is poised to transform clinical diagnostics worldwide.

NTU a déposé deux demandes de brevet pour l'innovation ExoArc par l'intermédiaire de NTUitive, sa société d'innovation et d'entreprise. Grâce à son potentiel à réduire considérablement le temps de préparation des échantillons et à améliorer la précision du diagnostic, ExoArc est sur le point de transformer les diagnostics cliniques dans le monde entier.

"ExoArc represents a significant advancement in sample preparation for molecular diagnostics, offering a faster, more accurate, and more cost-effective solution," concluded Hou. "We are eager to see this technology adopted in clinics and hospitals, empowering healthcare professionals to deliver better patient outcomes."

« ExoArc représente une avancée significative dans la préparation d'échantillons pour le diagnostic moléculaire, offrant une solution plus rapide, plus précise et plus rentable », a conclu Hou. « Nous sommes impatients de voir cette technologie adoptée dans les cliniques et les hôpitaux, permettant ainsi aux professionnels de la santé d'offrir de meilleurs résultats aux patients. »