Un capteur teste la sueur pour le cortisol et donne un résultat en huit minutes
Des chercheurs de l’Oregon State University College of Engineering ont développé un capteur portable qui teste la transpiration pour le cortisol et fournit des résultats en huit minutes, une avancée importante dans la surveillance d’une hormone dont les niveaux sont un marqueur de nombreuses maladies, y compris divers cancers.
Un capteur portable pour le cortisol
Selon les chercheurs, le matériau et le mécanisme de détection du nouveau dispositif, pourraient être facilement conçus pour détecter d’autres hormones spécifiques, par exemple la progestérone, un marqueur-clé de la santé reproductive des femmes et des résultats de la grossesse.
« Nous nous sommes inspirés des enzymes naturelles utilisées dans les lecteurs de glycémie vendus dans les pharmacies », a déclaré Larry Cheng , professeur agrégé de génie électrique et d’informatique. « Dans les glucomètres, des enzymes spécifiques sont appliquées à une électrode, où elles peuvent capturer et réagir avec des molécules de glucose pour générer un signal électrique pour la détection. Cependant, trouver des enzymes naturelles pour la détection du cortisol n’est pas simple, et les enzymes naturelles sont sujettes à l’instabilité et ont une courte durée de vie.
Une mesure rapide et fréquente est nécessaire
Pour surmonter les défis posés par les enzymes naturelles, Larry Cheng et Sanjida Yeasmin, une doctorante qui a dirigé cette étude, ont créé une enzyme artificielle stable et robuste capable de détecter le cortisol de manière sensible et sélective. « Chez un individu en bonne santé, les niveaux de cortisol augmentent et diminuent en fonction du temps tout au long de la journée », a déclaré Yeasmin. « Ils sont généralement plus élevés le matin et plus bas la nuit – cela signifie que si vous voulez surveiller efficacement le cortisol, une mesure rapide et fréquente est nécessaire. »
Les niveaux de cortisol sont le plus souvent détectés par des analyses de sang ou d’urine dans une clinique, « ce qui nécessite du matériel de laboratoire et du personnel qualifié, et prend plus de 30 minutes pour effectuer la mesure », a-t-elle déclaré. « De plus, les patients doivent généralement attendre plus de deux jours pour recevoir les résultats. » Pour résoudre ces problèmes, Yeasmin et Cheng ont créé un « capteur mimique enzymatique » qui élimine le besoin d’utiliser des éléments coûteux.
Ce capteur est plus sensible et plus sélectif que la plupart des capteurs actuels
« Ce capteur ne contient ni enzyme naturelle, ni étiquette, ni sonde de signalisation redox », explique Yeasmin. « Il s’agit d’un capteur robuste et intégré qui peut être utilisé pour des applications sur le lieu de soins – par exemple au chevet d’une personne, en dehors d’un laboratoire – et même pour des applications portables. Notre nouveau capteur est plus sensible et plus sélectif que la plupart des capteurs actuels et, par conséquent, plus fiable pour la surveillance de l’hormone du stress.
L’enzyme artificielle est un polymère spécial doté de minuscules espaces façonnés pour accueillir uniquement les molécules de cortisol. Ces espaces sont entourés de catalyseurs qui font réagir le cortisol et produisent des signaux électriques. La mesure de ces signaux permet de déterminer la quantité de cortisol, ce qui constitue un outil de diagnostic important.
Il peut détecter des niveaux de cortisol dans la sueur en quelques minutes
Des niveaux de cortisol trop élevés ou trop bas peuvent indiquer un trouble surrénalien, tel que la maladie d’Addison, caractérisée par des douleurs abdominales, des règles anormales, une déshydratation, des nausées et une irritabilité, ou le syndrome de Cushing, qui peut entraîner une prise de poids, des sautes d’humeur, une faiblesse musculaire et du diabète.
« Ce capteur peut détecter les niveaux de cortisol dans la sueur en quelques minutes, même s’ils sont généralement 10 000 fois moins concentrés que les niveaux de glucose dans le sang », a déclaré M. Cheng. « L’enzyme artificielle utilisée dans cette technologie ouvre de nouvelles voies pour le développement de futurs capteurs portables destinés à la surveillance de la santé. »
Cette recherche a été publiée dans ACS Applied Materials & Interfaces.
Source : Oregon State University
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