Au début de son programme de doctorat, Alphonsus Ng s’est vu confier la tâche de trouver une façon de réduire la taille des analyseurs d’essais cliniques immunologiques à celle d’une carte de crédit.

« Ces analyseurs sont des machines encombrantes et dispendieuses qui mesurent des analytes précis prélevés dans le sang », explique le diplômé de l’Université de Toronto. « Dans le cadre de mon travail de doctorat, je collaborais avec Abbott Laboratories en vue de réaliser des avancées pour cette technologie. »

Grâce à son superviseur, l’innovateur en microfluidique numérique Aaron Wheeler du département de chimie et de l’Institut des biomatériaux et du génie biomédical de l’Université de Toronto, Ng disposait d’un fondement solide pour pouvoir relever ce défi.

La microfluidique numérique est une technique qui consiste à manipuler de minuscules gouttes de liquide sur une micropuce à électrode intégrée. Elle permet aux chercheurs d’effectuer des procédures de laboratoire précises plus rapidement et sur une échelle vastement plus petite.

Au cours des années suivantes, M. Ng, titulaire d’une bourse d’études supérieures du CRSNG, a élaboré une méthode microfluidique numérique pour la séparation de particules magnétiques de plusieurs gouttelettes en parallèle. La séparation de particules magnétiques constitue la base de plusieurs essais en laboratoire, y compris les essais immunologiques; la capacité de l’effectuer de façon fiable dans un format miniaturisé est révolutionnaire.

« La beauté de cette technique, c’est qu’elle est très adaptable », dit-il. « Avec les particules et les réactifs appropriés, il est possible de programmer une même micropuce pour effectuer des essais pour presque n’importe quelle maladie. »

M. Ng reconnait la contribution de CMC, qui lui a donné les outils nécessaires pour créer sa solution. « CMC nous a donné l’accès au logiciel de modélisation COMSOL, ce qui nous a permis de déterminer la conception d’un aimant servant à maintenir les particules en place pour la séparation. »

En collaboration avec Abbott Laboratories et Ryan Fobel, le PDG de Sci-Bots Inc. ainsi qu’un collègue au doctorat à l’époque, Ng et son équipe ont conçu et mis à l’essai un prototype d’outil de diagnostic de table au laboratoire, puis ils se sont donné un objectif encore plus ambitieux.

« Nous voulions fabriquer un outil plus petit et moins coûteux qui pourrait fonctionner avec le bloc d’alimentation d’un ordinateur portable, et montrer qu’il peut fonctionner à l’extérieur d’un laboratoire. »

À l’aide d’une subvention de 112 000 $ accordée par de Grands Défis Canada, le groupe a développé sa plateforme, qu’il a nommée le « MR Box » — un système de surveillance des maladies au point de traitement servant à détecter l’immunité à la rougeole et à la rubéole, des maladies infectieuses qui peuvent être mortelles chez les enfants non vaccinés.

Lors de son travail avec les Centres de contrôle et de prévention des maladies des États-Unis et d’autres agences internationales, et en trois semaines seulement, l’équipe extérieure a effectué des analyses sur des centaines d’enfants et leurs fournisseurs de soins au camp de réfugiés Kakuma, au Kenya, après une campagne d’immunisation dans l’ensemble du camp. Les essais de détection d’immunité aux échantillons de rougeole et de rubéole étaient justes à 86 et 91 pour cent, respectivement, et ces résultats ont été validés par des essais traditionnels en laboratoire.

« La beauté de cette technique, c’est qu’elle est très adaptable »

Le travail de M. Ng a été publié dans l’illustre revue médicale Science médecine translationnelle, et ses 27 publications ont été citées plus de 1 500 fois.

M. Ng est actuellement récipiendaire de la prestigieuse bourse postdoctorale Banting du gouvernement du Canada au laboratoire de James R. Heath, qui était d’abord à l’Institut de technologie de la Californie, et maintenant à l’Institut de biologie des systèmes à Seattle (Washington), où il développe des systèmes microfluidiques pour des applications liées à l’immunothérapie du cancer. Ng a également reçu la médaille Douglas R. Colton de CMC Microsystèmes récemment pour l’excellence en recherche.

C’est l’expérience qu’a vécu Ng lors des essais de sa technologie sur le terrain qui l’a le plus marqué. « C’était une occasion unique », dit-il. « Tout au long du processus, nous avons fait face à des obstacles que nous avons réussi à régler en équipe. Je n’oublierai jamais cette expérience. »

Crédit Photo : NSERC

Avril 2019