Dans le but de réduire le taux de mortalité de la septicémie de plus de 70%, une équipe de scientifiques européens a développé un détecteur à microréseau qui utilise un minuscule échantillon de sang pour produire des résultats en moins de 30 minutes. Les techniques actuelles de détection de la septicémie peuvent prendre des heures, voire des jours, pour produire les résultats et le diagnostic.

Programmé pour détecter les protéines et E. coli, l’une des bactéries mortelles qui peuvent provoquer un choc septique dans le corps humain, le détecteur utilise ensuite la lumière pour rechercher des biomarqueurs spécifiques (les signes révélateurs ou l’indicateur d’une maladie) dont la taille ne dépasse pas quelques nanomètres.

Le détecteur rapide à micropuces examine un petit échantillon de sang prélevé sur le pouce ou l’index. L’échantillon de sang du patient est ensuite séparé dans une centrifugeuse afin qu’un clinicien puisse examiner le plasma, la partie de l’échantillon de sang où sont contenues toutes les protéines.

« La lecture optique de l’échantillon peut être réalisée en une minute, ce qui nous permet de fournir des résultats en 30 minutes du début à la fin », explique Roland Terborg, coordinateur du projet. « C’est beaucoup plus rapide que les méthodes actuellement utilisées. Dans le cas d’une maladie comme la septicémie, où le temps est crucial, ce dispositif semble pouvoir prévenir chaque année des milliers de décès qui auraient pu être facilement évités. »

Développé par le projet « Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis » (RAIS), le projet a été coordonné par l’Institut des sciences photoniques (ICFO ; Barcelone, Espagne) et constitue une réussite du partenariat public-privé en matière de photonique.

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Le détecteur de septicémie utilise la photonique pour établir un diagnostic clair et précis. L’échantillon de plasma coule sur un microréseau, une collection de minuscules taches contenant des anticorps spécifiques sur une lame d’or nanostructurée. Deux faisceaux lumineux sont ensuite projetés sur l’ensemble du microréseau, l’un d’eux traversant l’échantillon, tandis que l’autre traverse la partie transparente de la lame, qui sert de référence. Les faisceaux traversant le biomarqueur et les régions claires de la lame sont ensuite vérifiés pour détecter tout changement d’intensité.

« Selon la quantité et le type de biomarqueur attaché à chaque anticorps, nous obtenons une image unique : un modèle de signature si vous voulez », explique Terborg. « Les motifs de l’image nous indiquent ce qui est présent dans l’échantillon de plasma, que nous enregistrons ensuite à l’aide d’un capteur CMOS – la même technologie que celle utilisée dans un appareil photo numérique qui convertit la lumière en électrons. »

La détection rapide de la septicémie pourrait permettre au système de santé d’économiser plusieurs dizaines de milliards d’euros par an grâce à la diminution des séjours à l’hôpital et à la réduction de l’utilisation inutile de médicaments et des coûts d’assurance associés. Le dispositif pourrait également être étendu à d’autres types de dépistage de maladies ou de diagnostics multiples simultanés, notamment ceux qui nécessitent une détection rapide d’un grand nombre de cibles biochimiques (plus d’un million) sur une seule biopuce.

Les essais précliniques ont déjà commencé à l’hôpital universitaire Vall d’Hebron (également à Barcelone), où le dispositif est en service depuis 2018. Les essais cliniques devraient avoir lieu à la fin de 2019.

Pour plus d’informations, veuillez consulter le site photonics21.org.