Un capteur implantable peut surveiller le cancer et le diabète

De nouvelles recherches expliquent comment un capteur qui peut être implanté sous la peau pendant plus d’un an est capable de surveiller l’inflammation et de détecter l’oxyde nitrique - une molécule qui a montré des niveaux perturbés en présence de certains cancers. C'est selon une étude publiée dans la revue Nature Nanotechnologie.

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) affirment que les capteurs, constitués de nanotubes de carbone, pourraient également être modifiés pour détecter d’autres molécules, telles que le glucose, qui pourraient aider à surveiller les patients diabétiques.

Selon les chercheurs, l'oxyde nitrique (NO) est une molécule de signalisation importante dans les cellules vivantes. Il transporte des messages entre le cerveau et les fonctions du système immunitaire.

Dans certaines cellules cancéreuses, les niveaux de NO sont perturbés. Mais les chercheurs notent que les mécanismes à l’origine de ce phénomène n’étaient pas clairs.

Pour mieux comprendre ce processus, le professeur Michael Strano et la boursière postdoctorale Nicole Iverson du MIT ont créé des capteurs de nanotubes. Ce sont des cylindres de 1 nanomètre d'épaisseur qui sont creux et faits de carbone.

Les chercheurs ont déjà créé des capteurs de nanotubes pour d'autres molécules, telles que l'oxyde d'hydrogène. Les nanotubes de carbone ont une fluorescence naturelle, expliquent les chercheurs. Lorsque les molécules s'attachent à une certaine cible, le tube s'éclaircit ou s'assombrit.

D'autres recherches menées par l'équipe ont démontré que les nanotubes de carbone ont la capacité de détecter le NO lorsque les tubes sont enfermés dans un ADN ayant une certaine séquence. Mais pour cette étude, les chercheurs ont adapté les nanotubes pour développer deux capteurs distincts.

Capteur 'fonctionnel' pendant 400 jours

Le premier est un capteur qui peut être injecté dans la circulation sanguine, permettant une surveillance à court terme.

Iverson a attaché le PEG (polyéthylène glycol) au capteur afin de le rendre injectable. Le PEG empêche les particules de s'agglomérer dans la circulation sanguine.

En testant ce capteur injectable sur des souris, il était capable de traverser les poumons et le c?ur et de se rassembler dans le foie, sans causer de dommages en cours de route. Une fois dans le foie, il a pu surveiller le NO.

L'autre capteur est intégré dans un gel qui peut être implanté sous la peau pour une période de temps plus longue. Le gel est fabriqué à partir d'alginate - une molécule présente dans les algues.

Lorsque les chercheurs ont implanté ce capteur sous la peau de souris, ils ont constaté qu'il était fonctionnel pendant 400 jours et qu'il est resté en place tout au long du processus, et ils croient qu'il peut durer encore plus longtemps.

Les chercheurs notent qu'un capteur sous la peau pourrait être utile dans la surveillance du cancer ou d'autres maladies provoquant une inflammation. De plus, ils disent que le capteur peut détecter des réactions immunitaires chez les patients qui ont des hanches artificielles ou d'autres dispositifs implantés.

Lorsque les deux capteurs se trouvent dans le corps, les chercheurs sont en mesure de produire un signal fluorescent «proche infrarouge» en leur envoyant un laser proche infrarouge. Cette information est ensuite transmise à un instrument capable de déterminer la différence entre les nanotubes et les autres zones susceptibles de dégager une fluorescence.

Commentant ces résultats, le professeur Strano a déclaré:

"L'oxyde nitrique a des rôles contradictoires dans la progression du cancer et nous avons besoin de nouveaux outils pour mieux le comprendre.

Notre travail fournit un nouvel outil pour mesurer cette molécule importante, et potentiellement d'autres, dans l'organisme même et en temps réel. "

Potentiel de surveillance de la glycémie en temps réel

Les chercheurs disent qu'ils cherchent maintenant à modifier les capteurs pour détecter le glucose. Ils le font en enveloppant les nanotubes dans différents types de molécules.

Selon les chercheurs, le capteur offrirait une surveillance de la glycémie en temps réel et serait relié à une pompe à insuline capable de délivrer de l'insuline au patient en cas de besoin.

Si ces capteurs s'avèrent efficaces dans la détection du glucose, les chercheurs affirment que cela pourrait éliminer la nécessité pour les diabétiques de prendre des échantillons de sang - la méthode actuelle pour détecter les taux de glucose.

"La pensée actuelle est que chaque partie du système en boucle fermée est en place, à l'exception d'un capteur précis et stable", explique le professeur Strano. "Il existe une opportunité considérable d’améliorer les appareils actuellement disponibles sur le marché afin de pouvoir réaliser un système complet."

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