Un capteur de sueur portable détecte la marque moléculaire de l’inflammation
La grande majorité des maladies et des troubles qui affectent les humains, de l’arthrite à la fièvre Zika, impliquent un certain niveau d’inflammation. Si l’inflammation nous est plus familière sous la forme de douleurs, de rougeurs et de gonflements, une série de marqueurs biochimiques y est également associée.
Un capteur de la protéine C-réactive
L’un de ces marqueurs, la protéine C-réactive (CRP), sécrétée par le foie, est si souvent associée à l’inflammation que sa présence dans le sang est un indicateur fort d’un état de santé sous-jacent. Maintenant, des chercheurs de Caltech ont mis au point un capteur cutané portable, le premier du genre, qui peut détecter sans fil la présence de CRP dans la sueur humaine.
Ce capteur permettra aux patients et aux professionnels de la santé de surveiller plus facilement leur état de santé, sans avoir recours à des analyses sanguines plus invasives. Wei Gao, dont le laboratoire est responsable du développement d’une variété de capteurs de sueur portables, y compris le dernier en date, explique que la CRP est beaucoup plus difficile à détecter que les molécules détectées par ses autres capteurs de sueur.
« Il s’agit là d’un des principaux problèmes qui empêchaient auparavant les gens de détecter la CRP à l’aide de dispositifs portables », explique M. Gao, professeur adjoint d’ingénierie médicale. « Nous avons besoin d’une sensibilité élevée pour surveiller automatiquement la CRP à très faible concentration sur la peau ».
Il est fait de graphène et d’anticorps
Ce capteur de la CRP, comme d’autres capteurs développés par Gao et son équipe, est construit sur du graphène gravé au laser, une forme de feuille de carbone. La structure du graphène contient de nombreux pores minuscules qui créent une grande surface.
Ces pores contiennent des anticorps qui se lient à la CRP et des molécules spéciales (molécules d’oxydoréduction) capables de générer un petit courant électrique dans certaines conditions. Ce capteur contient également des nanoparticules d’or qui portent avec elles un ensemble distinct d’anticorps de la CRP (anticorps de détection).
Lorsque les molécules de la CRP pénètrent dans ce capteur par la sueur, elles s’attachent à la fois aux anticorps de détection sur les nanoparticules d’or et aux anticorps sur le graphène, collant temporairement les nanoparticules au graphène et déclenchant la molécule d’oxydoréduction pour générer un courant électrique, qui peut être mesuré par les composants électroniques attachés au capteur.
Comme chaque nanoparticule d’or contient plusieurs anticorps de détection, elle amplifie le signal minuscule qu’une seule molécule de la CRP fournirait autrement, explique M. Gao. Pour tenir compte de l’influence des variations de la composition de la sueur d’une personne à l’autre sur le signal électrochimique du biocapteur, ce dernier a également été conçu pour mesurer la concentration d’ions dans la sueur, le pH de la sueur et la température de la peau.
La CRP de la sueur peut être détectée avec précision
Selon M. Gao, ces travaux démontrent pour la première fois que la CRP de la sueur peut être détectée avec précision et qu’elle présente une bonne corrélation avec son homologue dans le sang, ce qui a des implications pour son travail en laboratoire et pour des applications médicales pratiques.
« Il s’agit d’une plate-forme générale qui nous permet de surveiller des molécules de très faible niveau dans nos fluides corporels. Nous espérons étendre cette plate-forme pour surveiller d’autres molécules protéiques et hormonales cliniquement pertinentes », dit-il.
« Nous voulons également voir si ce capteur peut être utilisé pour la gestion des maladies chroniques. L’inflammation représente un risque pour de nombreux patients. S’ils peuvent être surveillés à domicile, leur risque peut être identifié et ils peuvent recevoir un traitement en temps opportun. »
Cette recherche a été publiée dans Nature Biomedical Engineering.
Source : Caltech
Crédit photo : Caltech