Un diagnostic en une heure pour une maladie qui peut être fatale en quelques mois. Grâce aux travaux de scientifiques américains, cette puce est capable de détecter le glioblastome, cancer cérébral parmi les plus agressifs, en moins de temps qu'il n'en faut pour regarder un film.
Le glioblastome est une tumeur cérébrale primitive, c'est-à-dire qu'elle se développe directement dans le cerveau. Il appartient à la famille des gliomes, des tumeurs qui prennent naissance dans les cellules gliales, cellules de soutien du système nerveux central.
Son traitement est une réelle course contre-la-montre, mais une équipe de chercheurs de l'Université de Notre Dame (Indiana) vient de prendre une longueur d'avance. Leur innovation ? Une puce bioélectronique capable de détecter cette tumeur agressive en moins d'une heure, là où les patients ne survivent en moyenne que 12 à 18 mois après le diagnostic. Leur étude a été publiée le 3 juin dans la revue Communications Biology.
Une puce microscopique pour un enjeu macroscopique
Au cœur de cette prouesse technologique se trouve une biopuce utilisant une technologie électrocinétique de pointe, qui peut utiliser des courants électriques pour manipuler, séparer ou détecter les molécules biologiques. Sa mission : traquer les biomarqueurs spécifiques du glioblastome, en l'occurrence les récepteurs du facteur de croissance épidermique (EGFR) surexprimés dans certains cancers.
« Les vésicules extracellulaires ou exosomes sont des nanoparticules uniques sécrétées par les cellules. Elles sont grandes - 10 à 50 fois plus grandes qu'une molécule – et elles ont une faible charge. Notre technologie a été spécifiquement conçue pour ces nanoparticules, en utilisant leurs caractéristiques à notre avantage » explique Hsueh-Chia Chang, professeur à Notre Dame et auteur principal de l'étude.
L'équipe de recherche a dû surmonter un double obstacle : différencier les EGFR actifs des inactifs, et concevoir une technologie à la fois sensible et sélective. Pour y parvenir, ils ont développé un capteur électrocinétique miniature, pas plus grand que la bille d'un stylo à bille, capable de former des liaisons multiples avec les vésicules extracellulaires présentes dans le sang. Cette approche novatrice amplifie ainsi considérablement la précision du diagnostic.
Selon Satyajyoti Senapati, professeur en génie chimique et biomoléculaire à l'Université Notre Dame, lui aussi auteur de l'étude, leur dispositif est unique. « Notre capteur électrocinétique nous permet de faire des choses que les autres diagnostics ne peuvent pas […] Nous pouvons analyser directement le sang sans traitement préalable pour isoler les vésicules extracellulaires, car notre capteur n'est pas perturbé par d'autres particules ou molécules. Il génère peu d'interférences, ce qui rend notre technologie plus performante pour la détection des maladies par rapport à d'autres solutions ».
Un avenir prometteur pour la médecine personnalisée
Si cette puce a été initialement développée pour le glioblastome, ses applications potentielles sont bien plus vastes. « Notre technique n'est pas spécifique au glioblastome, mais il était particulièrement approprié de commencer par celui-ci en raison de sa létalité et de l'absence de tests de dépistage précoce disponibles », souligne Chang. L'équipe envisage déjà d'adapter cette technologie pour établir des diagnostics du cancer du pancréas, de maladies cardiovasculaires, de la démence ou encore de l'épilepsie.
L'accessibilité de cette innovation est tout aussi remarquable que sa précision. Chaque test nécessite à peine 100 microlitres de sang et peut être réalisé en moins d'une heure. Le coût de fabrication d'une biopuce est bon marché ; inférieur à 2 dollars ; rendant cette technologie potentiellement accessible à grande échelle.
Sources : Nature, Notre Dame News
