La prima vedere, se pare că există puțină asemănare între o ființă umană și o grămadă foarte mică de electronice care măsoară patru centimetri pe doi. Și totuși, pentru proiectanții acestei mașini miniaturale, este un fel de reproducere funcțională a tractului nostru gastro-intestinal. Și numele său de cod este NutriChip. Punctul unei astfel de concentrări minime de tehnologie constă în capacitatea sa de a testa calitatea nutrițională a produselor lactate sau, mai precis, în capacitatea sa de a selecta produse care se vor dovedi a fi deosebit de eficiente în reglarea în jos - reducerea - răspunsului inflamator al corpului uman. . Un rezultat al programului federal de cercetare Nano-Tera

sănătoasă

Dezvoltat în cadrul programului federal de cercetare Nano-Tera, proiectul NutriChip reunește diverse laboratoare de la Institutele federale de tehnologie elvețiene din Lausanne și Zurich, Universitatea din Basel și stația de cercetare Agroscope Liebefeld-Posieux, împreună cu o colaborare cu Universitatea din Berna Spital. Baza largă a colaborării este concepută pentru a prelua talente din diferite orizonturi într-un efort de a realiza un proiect care împrumută atât din inginerie, cât și din studii nutriționale și științe medicale.

Stația de cercetare Agroscope Liebefeld-Posieux se află în centrul acestui proiect uimitor. De câțiva ani, cercetătorii săi caută o mai bună înțelegere a efectelor produselor lactate asupra sănătății umane. „Diverse studii au subliniat deja faptul că consumul regulat de produse lactate pare să reducă anumite reacții inflamatorii”, explică Guy Vergères, șeful grupului de cercetare Biologie nutrițională și funcțională la stația de cercetare. „Alții susțin că nu este așa. Am vrut să ne aducem contribuția la această problemă științifică. ”

Dar de ce atâta interes pentru produsele lactate? Guy Vergères explică faptul că laptele este singura substanță pe care mamiferele o produc și o consumă. Deci laptele trebuie să fie plin de tot felul de bunătăți. Ceea ce trebuie făcut acum este să identificăm natura acestei bunătăți și orice activități biologice pe care le poate avea. Echipa Agroscope efectuează deja cercetări asupra ființelor umane. Un număr de voluntari au fost rugați să înghită diverse produse lactate și apoi au fost observați pentru a vedea cum le-a reacționat metabolismul. Screening-ul a fost realizat prin intermediul microarrays-urilor, care este o tehnologie capabilă să realizeze un „instantaneu” al profilului de expresie a mii de gene la un moment dat. Microarrays-urile sunt foarte utile pentru identificarea genelor a căror expresie este modificată atunci când un organism se confruntă cu un anumit stres sau asimilează un anumit produs. De la in vitro la in silico

„Aceste studii asupra ființelor umane au fost foarte satisfăcătoare, dar au constrângerile lor, și anume atunci când vine vorba de resurse umane și financiare”, continuă Guy Vergères. „În consecință, am căutat o modalitate de a continua experimentele noastre, transferându-le în domeniul in vitro. Și atunci am auzit despre programul Nano-Tera și despre perspectivele de cercetare pe mai multe discipline pe care le-a oferit. ”

Câteva întâlniri și sesiuni mai târziu, proiectul a văzut lumina zilei în martie 2010 și este finanțat de Fundația Națională Științifică Elvețiană. NutriChip este încă la început. Va mai dura doi ani până când este posibil să se estimeze dacă poate contribui în mod semnificativ la evaluarea beneficiilor nutriționale ale produselor lactate. Dar optimismul echipei este neîntrerupt: de fapt, sentimentul de incertitudine care induce un optimism mai mare, deoarece incertitudinea însoțește întotdeauna proiectele inovatoare.

„Luate separat, tehnologiile integrate în NutriChip sunt departe de a fi revoluționare”, remarcă Qasem Alramadan de la Laboratorul de Microsisteme de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne, care este condus de Martin Gijs, supervizorul proiectului NutriChip. „Pe de altă parte, nu au fost niciodată asociați în acest fel și cu atât mai puțin pe o astfel de scară miniaturală. Cantitatea de lichid găsită într-un NutriChip este măsurată în microlitri. Imaginați-vă. ”Nu este o surpriză faptul că inginerul citează acest exemplu, deoarece el este responsabil de microfluidici în acest experiment. Microfluidica este tehnologia care controlează dinamica din tractul digestiv miniatural, ceea ce face cipul atât de special. Qasem Alramadan explică de ce: „Deoarece este necesar să imităm o parte funcțională a tractului digestiv, NutriChip-ul nostru include două culturi de celule. Una este formată din celule epiteliale, care reprezintă primul strat celular și, prin urmare, prima barieră intestinală. Al doilea este format din macrofage, cu alte cuvinte una dintre principalele clase de celule de apărare din sistemul imunitar. ”

Cel mai adesea, o reacție inflamatorie este exprimată prin producerea de macrofage. În prezența unui agent patogen, macrofagele eliberează molecule cunoscute sub numele de citokine, care sunt frecvent responsabile de reacțiile inflamatorii. Pentru a afla dacă anumite produse lactate sunt într-adevăr capabile să inhibe o reacție inflamatorie in vitro, acestea trebuie mai întâi digerate de enzime care au fost extrase din sistemul digestiv în sine. Moleculele rezultate trebuie apoi „filtrate” printr-un substitut pentru țesutul epitelial al tractului digestiv. De fapt, doar moleculele capabile să traverseze această barieră naturală au vreun efect asupra macrofagelor sau - mai precis - asupra reacțiilor inflamatorii pe care macrofagele sunt capabile să le inducă (și care, prin urmare, trebuie să fie determinate în mod artificial de către sau pe NutriChip). Procedând astfel, aceste molecule digerate ajung într-un mediu extracelular în care circulă mesaje chimice care se transferă între celulele epiteliale și macrofage. Tehnologia microfluidică permite, astfel, două culturi de celule să comunice între ele, mult în modul în care s-ar întâmpla în viața reală.

Deși această lucrare privind microfluidica este esențială pentru succesul NutriChip, la fel este și miniaturizarea sa, întrucât un laborator atât de mic poate detecta biomarkeri folosind cât mai puțini reactivi. Și asta nu este tot: Sandro Carrara de la Laboratorul de sisteme integrate al Institutului Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne intenționează, de asemenea, să instaleze un sistem optic pe NutriChip care va fi capabil să detecteze biomarkeri prin fluorescență.

Într-un moment în care legătura dintre problemele nutriționale și de sănătate devine din ce în ce mai semnificativă - pe lângă oportunitățile economice pe care le reprezintă - firmele încep să manifeste interes pentru NutriChip. Guy Vergères de la Agroscope confirmă că gigantul alimentar Nestlé este deja conștient de cercetările lor și își arată interesul. Dar el adaugă, de asemenea, că este încă prea devreme pentru a garanta orice dezvoltare aplicată din această cercetare inovatoare. „Încă trebuie să realizăm tot felul de experimente pentru a valida eficiența NutriChip. Acestea fiind spuse, tocmai am început să lucrăm cu Dr. Kurt Laederach de la Spitalul Universitar din Berna, alături de care vom dezvolta un protocol care ne va permite să ne validăm concluziile cu privire la ființele umane. ” Și ar trebui să fie în jurul anului 2013.

În limba franceză în text

NutriChip: un intestin electronic

NutriChip este un fel de reproducere funcțională a tubului nostru digestiv. Acest minuscul se concentrează pe seruri tehnologice capabile să testeze calitățile nutriționale ale produselor ușoare. Et ce, în special, afin de selectionner ceux qui se révèleront particiculièrement efficaces à moduler à la baisse les réponses inflammatires du corps humain. Dezvoltat în programul federal al programului de cercetare Nano-Terra, laboratoarele suplimentare ale EPFL, ETHZ, Universitatea din Bale și agroscopul Liebefeld-Posieux (ALP); mai mult o colaborare cu Spitalul Universitar de l’Île, din Berna. Interesul industriașilor ca Nestlé.