Imec en Oostenrijkse start-up demonstreren fotonische chip die witte bloedcellen kan detecteren : cruciaal bouwblok innovatieve kankertherapieën
In een onderzoekspaper die vandaag gepubliceerd werd in Nature Scientific Reports stelt het Leuvense onderzoekscentrum imec in samenwerking met de Oostenrijkse techstart-up Sarcura GmbH een proof-of-concept voor van een ‘flowcytometer op chip’, die gebruik maakt van geïntegreerde fotonica.
De chip kan menselijke witte bloedcellen detecteren en is een belangrijke component voor kostenefficiënte, schaalbare oplossingen voor celanalyse van bloedstalen die beloftevolle innovatieve kankerbehandelingen zoals CAR-T immuunceltherapie toegankelijker en breder toepasbaar moeten maken.
Menselijke celltypen van elkaar onderscheiden vormt een hoeksteen van de moderne geneeskunde: het draagt bij aan het begrip van ziektemechanismen, maar ook aan de ontwikkeling van gepersonaliseerde behandelingen.
Vandaag kunnen cellen zo ontworpen worden dat ze dienstdoen als medicijn, met name in baanbrekende therapieën zoals CAR-T immuunceltherapie voor kanker. Maar: identificatie en selectie van zulke therapeutische witte bloedcellen is duur en tijdsintensief. Bovendien zit er, zeker voor kankerpatiënten, vaak heel wat tijdsdruk achter.
De sleutel voor deze detectie is cytometrie, een techniek die inzicht geeft in celpopulaties op basis van de fysische en chemische eigenschappen van individuele cellen terwijl ze langs een laser vloeien. De huidige flow cytometers vergen echter omvangrijke instrumenten, complexe en handmatige werkprocessen (met besmettingsrisico's), en hoge operationele kosten. Resultaat is dat celtherapieën vandaag niet voor iedereen vlot toegankelijk zijn.
Het onderzoekscentrum imec heeft zijn expertise in chiptechnologie, fotonica en microfluïdica ingezet met als doel cytometrie te automatiseren, te miniaturiseren en te parallelliseren, en zo de weg te effenen naar een schaalbare oplossing. In een studie die gepubliceerd werd in Scientific Reports, introduceert imec samen met Sarcura een flowcytometer op chip met geïntegreerde fotonica.
De opto-fluïdische chip werd vervaardigd op de 200mm-pilootlijn van imec.
De chip is in staat om bijvoorbeeld lymfocyten en monocyten van elkaar te onderscheiden in een bloedmonster. Het is de eerste keer dat deze techniek succesvol gerealiseerd werd op een chip. De prestaties van huidige, commerciële cytometers werden geëvenaard, maar op een potentieel veel goedkopere en schaalbare manier die breed toepasbaar is. Deze flowcytometer op chip sluit bovendien naadloos aan met de microfluïdische celsorteermodule die imec eerder ontwikkelde. Bovendien kunnen de fotonische componenten en de lay-out op maat worden gemaakt voor nieuwe toepassingen terwijl compatibiliteit met waferschaal-productie gegarandeerd blijft.
Dit proof-of-concept betekent een stap voorwaarts in de richting van kosteneffectieve, schaalbare en snelle celanalyses – die nodig zijn voor innovatieve kankerbehandelingen.
Als onafhankelijk onderzoekscentrum verbindt imec zich ertoe zijn expertise in te zetten om de feiten rond technologie en innovatie helder en objectief weer te geven, en zo de maatschappij te helpen ze te begrijpen en te plaatsen. Foto : een flow cytometer op chip - foto imec
imec Leuven
Kapeldreef 75, Heverlee Leuven, België
