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« C’est un excellent concept. Je pense qu’il est grand temps que les fabricants de puces fassent quelque chose pour nous dans les biosciences », déclare Nils Walter, chimiste à l’Université du Michigan et co-fondateur d’aLight Sciences, une société qui développe également des molécules uniques comme biocapteurs, à l’exception de son approche. consiste à utiliser la fluorescence, ou l’émission de lumière, plutôt que des signaux électriques pour lire les résultats.
Roswell n’est pas la seule entreprise à rechercher des biocapteurs à base de puces. Par exemple, Dynamic Biosensors, basé à Munich, propose des puces avec des capteurs à base d’ADN qui utilisent la lumière. Mais l’approche de fabrication de Roswell produit des capteurs précis qui sont suffisamment flexibles pour envisager un « biocapteur universel » qui peut être produit en masse avec des techniques modernes de fabrication de puces, explique Merriman.
La pièce maîtresse des circuits de Roswell est un fil moléculaire constitué d’une chaîne d’acides aminés qui est connecté au reste de la puce comme le serait un fil métallique ordinaire. Pour créer un capteur, le laboratoire attache une molécule à l’autre extrémité du fil. Lorsque cette molécule interagit avec sa cible, qui peut être un brin d’ADN, un anticorps ou l’une des nombreuses autres molécules biologiquement pertinentes, sa conductivité électrique change. La puce enregistre ce changement et le logiciel extrait les détails d’interaction correspondants.
ROSWELL BIOTECHNOLOGIES
Pour assembler des milliers de capteurs, Roswell commence par une puce de silicium parsemée de nanoélectrodes préfabriquées, puis utilise une tension électrique pour extraire les molécules de la solution et les déposer sur la puce. Cette partie du processus d’assemblage prend moins de 10 secondes ; dans le passé, des processus moléculaires similaires prenaient des heures, voire des jours.
L’approche de Roswell pourrait raviver certains des espoirs que les chercheurs en électronique moléculaire avaient il y a 20 ans. À cette époque, il semblait que la petite taille des molécules pouvait aider à rendre les composants de circuit plus petits et les puces de calcul plus denses. Curieusement, un fabricant de puces moléculaires pourrait, en principe, « auto-assembler » des circuits, en ajoutant des molécules dans des conditions hautement contrôlées et en les laissant s’assembler seules dans les structures souhaitées, explique George Church, généticien à Harvard et membre du conseil consultatif scientifique de Roswell. .
L’excitation suscitée par ces propriétés moléculaires a conduit à une croissance rapide du domaine de l’électronique moléculaire à la fin des années 1990. Cela semblait être le moment parfait. « Il y avait toutes ces prédictions tout au long des années 80 et 90, sur la façon dont le silicium allait frapper un mur de briques », se souvient Tour. Mais ce n’était pas le cas; les ingénieurs ont continué à aller de l’avant. « Nous ne tirions pas sur une cible statique. Le silicium n’a cessé de devenir plus performant », dit-il. Philip Collins, physicien à l’Université de Californie à Irvine, qui a déjà été consultant pour Roswell, affirme que la chute de l’électronique moléculaire qui a suivi a été plutôt dramatique : « Je dirais que neuf chercheurs sur 10 ont abandonné. »
Avec la nouvelle puce, Roswell vise plutôt une application pour laquelle le silicium est mal adapté. Les molécules sont spéciales car « elles peuvent être tellement plus complexes que binaires », explique Collins. « Ils peuvent coder tous ces différents états intéressants, comme en biochimie, auxquels nous n’avons tout simplement pas d’autres moyens d’accéder. »
La nouvelle vision, partagée par Roswell et d’autres fabricants de technologies moléculaires sur puce, est celle de biocapteurs qui permettraient aux gens de vérifier les biomarqueurs comme les niveaux de vitamines ou les preuves d’une infection avec seulement un peu plus de tracas qu’il n’en faut actuellement pour vérifier leur cœur. taux sur une smartwatch. Dans le cas de Roswell, des milliers de biocapteurs pourraient détecter simultanément différentes interactions moléculaires, et les puces seraient jetables.
Walter, de l’Université du Michigan, note que bien que l’appareil de Roswell puisse accueillir plus de 10 000 biocapteurs sur une seule puce, en avoir des centaines de milliers, voire des millions, davantage pousserait l’appareil vers une fonctionnalité plus commercialisable, en particulier lorsqu’il s’agit de détecter de faibles concentrations de biomarqueurs au début. maladie.
ROSWELL BIOTECHNOLOGIES
Le marché commercial de la biotechnologie n’est pas une nouvelle arène pour Church, Merriman et d’autres chefs d’entreprise. Mais l’expérience et l’expertise de l’équipe de Roswell n’ont pas rendu le parcours de financement de l’entreprise aussi facile que l’espérait le PDG Paul Mola. Après le document de la société en janvier, Mola dit qu’il s’attendait à ce que le capital-risque afflue, mais cela ne s’est pas produit. Bien que Roswell ait jusqu’à présent levé plus de 60 millions de dollars, principalement auprès d’investisseurs stratégiques et de représentants de familles fortunées, elle a dû réduire de près de moitié ses effectifs en février.
Mola est frustré par le manque d’investissement dans l’entreprise alors qu’elle est, dit-il, si proche de la commercialisation. « Nous avons le sentiment d’avoir fait beaucoup avec si peu », dit-il. « Maintenant, nous avons vraiment besoin que la communauté intervienne et nous soutienne et nous emmène jusqu’au bout. »
Mola, qui est noire, affirme qu’une partie du problème réside dans les antécédents gênants de l’industrie de la biotechnologie en matière de diversité, une préoccupation que Stat a signalée début mars. « Si vous pensez aux entrepreneurs et aux fondateurs, ils ont généralement eu un entrepreneur dans leur famille, ils ont des réseaux et un accès aux investisseurs. D’un point de vue systémique et fondamental, les fondateurs noirs n’ont pas cela », dit-il. « Je n’ai pas ça. »
Roswell est toujours sur la bonne voie pour sortir un appareil commercial d’ici la fin de l’année, dit Mola. La startup est sur le point de lancer sa prochaine série de financements. Il introduit également un service qui pourrait attirer des clients avant qu’il ne soit possible de leur vendre directement des puces : les scientifiques pourront désormais envoyer des échantillons à Roswell et faire travailler ses biocapteurs moléculaires en interne, recueillant des données précieuses sur, par exemple , la fonction en temps réel des nouveaux médicaments.
Pour Tour, le travail de Roswell continue d’être un symbole de la renaissance de l’électronique moléculaire : « C’est agréable de pouvoir voir quelque chose se produire et de dire, OK, ça a marché, nous avons juste pris plus de temps que prévu. »
Karmela Padavic-Callaghan est une journaliste indépendante basée à Brooklyn, New York.
