La résonance magnétique à l’échelle des embryons

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EmbryoSpin est le premier capteur RMN capable de fonctionner à l’échelle d

EmbryoSpin est le premier capteur RMN capable de fonctionner à l’échelle de l’embryon. (Image: EPFL)

La spin-off Annaida développe un système de résonance magnétique destiné aux tout petits organismes vivants. Son premier domaine d’application vise à évaluer la viabilité d’embryons avant implantation lors de procréations médicalement assistées. La start-up vient d’obtenir une levée de fonds de 1 million de francs qui va lui permettre de valider la sécurité et l’efficacité de sa technologie.

Sélectionner les embryons les plus viables est une des clés du succès en matière de procréation médicalement assistée. De nombreuses données sont d’ores et déjà accessibles telles que la morphologie et la génétique, mais aucune ne permet de connaître la composition chimique de ce minuscule organisme. Ces informations permettent pourtant de déterminer avec davantage de précision les chances qu’il se développe favorablement. Embryospin, le dispositif développé par la spin-off Annaida, permettra aux hôpitaux et aux médecins d’estimer les chances de viabilité en à peine une heure. Le million de francs obtenu pour sa première levée de fonds permettra à cette spin-off d’élargir son équipe et de tester et valider la sécurité de sa technologie avant de passer aux essais cliniques.

Observer les embryons humains dès leur premier stade de développement

La technologie utilisée par les appareils à résonance magnétique (NMR) traditionnels ne permet pas d’obtenir des résultats valables sur des organismes aussi petits qu’un grain de sable. « Certains appareils spécialisés existent toutefois, souligne Gora Conley, cofondateur de la spin-off, mais ils sont trop chers, pas assez sensibles et leur utilisation trop compliquée. » Ce problème d’échelle occupe plusieurs groupes de recherche dans le monde car le résoudre permettra une plongée sans précédent dans la composition chimique d’entité microscopiques, comme les embryons, ou les organoïdes, qui sont de plus en plus utilisés pour la recherche pharmaceutique. La solution du Laboratoire de microsystèmes 1 de l’EPFL et développée par Annaida, combine facilité d’utilisation et performance sans précédent à l’échelle microscopique. Elle permet d’observer des éléments jusqu’à 50 fois plus petits qu’avec un appareil traditionnel, sans les endommager, dont des embryons humains dès leur premier stade de développement.

La résonance magnétique nucléaire exploite les propriétés intrinsèques des noyaux de certains atomes en présence d’un fort champ magnétique. Ces noyaux absorbent les ondes électromagnétiques puis libèrent l’énergie absorbée à une fréquence spécifique, qui diffère selon le type d’atome et l’environnement chimique à l’intérieur de la molécule. Captée par une antenne, elle permet donc de connaître la composition de l’élément observé. Grâce à la fabrication de structures microfluidiques imprimées en trois dimensions, spécifiquement conçues pour guider et confiner des échantillons de moins d’un nanolitre, la technologie développée à l’EPFL a permis d’intégrer l’ensemble du système, émetteur et récepteur compris, sur des puces de 1 mm2 similaires à celles des téléphones portables, qui contiennent toute l’électronique nécessaire.

« Nous avons démontré dans des études préalables que la limite de détection atteinte est suffisante pour discriminer les composés de minuscules organismes », explique Marco Grisi, cofondateur de la start-up et dont la thèse de doctorat a permis de développer le système. « Pour démontrer la puissance de détection de notre sonde, nous l’avons récemment testée sur des embryoïdes obtenus à partir de cellules souches de souris. Cette mesure, obtenue en moins de 3 heures, montre des signaux importants correspondant aux lipides et aux métabolites. » Le prochain défi sera de calibrer les paramètres essentiels de la composition des embryons les plus à même de se développer favorablement.

« Partant des recherches au Laboratoire de microsystèmes 1 de l’EPFL, nous avons développé une solution commercialisable robuste et simple d’utilisation : Embryospin », souligne Gora Conley, cofondateur d’Annaida. « Nous travaillons maintenant à développer un système aisément compatible avec le travail quotidien des cliniques et hôpitaux qui s’occupent de procréations médicalement assistée. »