La combinaison de capteurs photoniques et de microfluidique pourrait détecter les marqueurs du cancer en 20 minutes

La combinaison de capteurs photoniques et de microfluidique pourrait détecter les marqueurs du cancer en 20 minutes

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Des scientifiques russes ont proposé une nouvelle méthode rapide et prometteuse pour diagnostiquer le cancer du sein. Il détectera la maladie grâce à une prise de sang qui dure entre 15 et 20 minutes. La solution peut également être adaptée pour détecter d’autres maladies. Une fois cela accompli, cela pourrait même permettre le dépistage simultané de plusieurs maladies.

En développant davantage la méthode, ses créateurs devront tenir compte de son prix abordable et de sa compatibilité avec l’équipement médical couramment utilisé dans les cliniques, ont noté les experts. L’étude est publiée dans Lettres de physique appliquée.

Les chercheurs de Skoltech et leurs collègues de l’Université MISIS (Centre national de recherche médicale VI Koulakov en obstétrique, gynécologie et périnatologie) et de l’Institut Shemyakin-Ovchinnikov de chimie bioorganique de l’Académie des sciences de Russie ont développé des méthodes pour diagnostiquer les marqueurs du cancer du sein en très peu de temps. cadre. Il est important de noter que la solution nécessite un très petit échantillon de sang.

Selon ses créateurs, des systèmes ultrasensibles comme celui présenté dans l’étude permettront de détecter précocement la maladie. Cela garantira qu’il y aura suffisamment de temps pour éviter des conséquences désastreuses et permettra d’évaluer l’efficacité du traitement.

Le test sanguin est effectué sur une puce électronique qui détecte les biomarqueurs de la maladie. Ce sont des bulles d’une taille de 20 à 150 nanomètres, appelées petites vésicules extracellulaires (sEV). Ils sont impliqués dans le transport de substances et dans les processus de communication entre les cellules du corps. Présents dans le sang et d’autres fluides corporels, les sEV contiennent différents types de molécules qui indiquent un cancer du sein et leur progression dépend de leur concentration.

Comme l’expliquent les auteurs, l’approche actuellement utilisée pour mesurer le niveau de sEV repose sur des anticorps coûteux produits chez les animaux. Cette méthode conventionnelle est donc coûteuse et prend du temps, en raison de la préparation des fluides corporels impliquée. D’autres complications résultent de l’instabilité des anticorps. La nouvelle solution offre une alternative.

“Pour déterminer la concentration des vésicules, notre solution utilise des microcapteurs photoniques. Ce sont des micropuces où les signaux sont transportés par des photons, les particules lumineuses. Le fluide à analyser passe dans un canal d’un diamètre extrêmement petit, dont la paroi est traitée avec une “cible” spéciale. molécules [DARPins] dans la région où le canal microfluidique croise le guide d’ondes transportant la lumière”, a expliqué l’un des créateurs de la technique, Aleksei Kuzin, étudiant en doctorat à Skoltech.

“Les vésicules qui passent collent à ces molécules, et plus elles sont nombreuses, plus elles affectent la façon dont la lumière se déplace le long du guide d’ondes. Cet effet peut être mesuré.”

Selon le chercheur, l’avantage de cette approche est que les molécules déposées sur les parois des microcanaux sont plus petites et moins chères que les anticorps, et que les circuits intégrés photoniques ont une conception assez simple. Cela permettra leur production de masse à l’avenir. La nouvelle technique de dépistage du cancer du sein pourrait rendre la procédure plus abordable et plus largement disponible.

Kuzin a expliqué que les microtubes de l’appareil sont lavables et que la couche active du capteur peut être redéposée pour une utilisation répétée.

Le co-auteur de l’étude, Vasiliy Chernyshev, chercheur principal à Skoltech et chef du laboratoire de biophotonique du Centre national de recherche médicale de Koulakov en obstétrique, gynécologie et périnatologie, a ajouté que des biomarqueurs similaires aux vésicules pourraient également servir à diagnostiquer d’autres maladies.

Cela rend la nouvelle technique évolutive. À l’avenir, l’appareil pourrait être utilisé dans des tests de dépistage de multiples pathologies. En outre, à mesure que la technologie s’améliore, la capacité d’analyser d’autres fluides corporels, tels que l’urine, pourrait être ajoutée.

Les scientifiques s’apprêtent à déposer un brevet pour leur invention.

“Le diagnostic du cancer du sein est un domaine en plein développement des soins de santé russes. Les principaux avantages de la méthode nouvellement proposée sont les résultats rapides des tests, la petite quantité de liquide biologique requise et la capacité d’utilisation répétée”, a déclaré la chercheuse principale Irina Shipunova. du Centre national de recherche médicale en hématologie relevant du ministère de la Santé de Russie.

Elle estime que la simplicité du test le rend adapté à son utilisation lors des examens médicaux de routine. Avec davantage de cas identifiés à un stade précoce et une réponse adéquate, le nombre final de résultats favorables augmentera.

Cela dit, il est possible que même si la puce elle-même s’avère relativement peu coûteuse, le dispositif d’analyse qui la transportera pourrait finir par être coûteux et nécessiter des opérateurs hautement qualifiés.

“L’utilisation de la biophotonique pour détecter les oncomarqueurs, et en particulier les microvésicules spécifiques aux tumeurs, est une approche prometteuse. De telles solutions pourraient accélérer les tests”, a déclaré Albert Rizvanov, directeur du Centre d’excellence en médecine personnalisée de l’Université fédérale de Kazan.

Cependant, souligne l’expert, les vésicules ne sont pas toujours exclusivement associées au cancer. Toutes les cellules en produisent constamment en quantités qui varient selon l’état de l’organisme, par exemple selon que la personne se sent bien et ce qu’elle a mangé. Une attention particulière est donc requise dans l’application de la méthode, afin de ne pas obtenir de résultat faussement positif ou faussement négatif.

Rizvanov a ajouté que les soins de santé sont une industrie conservatrice dans laquelle ce ne sont souvent pas les meilleures solutions, mais plutôt les solutions les plus pratiques sur le plan infrastructurel qui gagnent. Ils s’appuient sur du matériel existant et ne nécessitent aucune reconversion du personnel. Ce facteur doit être pris en compte lors du développement de nouvelles techniques et équipements médicaux.

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