Le paludisme pourrait être testé rapidement par un appareil portable bon marché

Un dispositif qui mesure les propriétés électriques des globules rouges est capable de détecter s’il est infecté par le paludisme au stade précoce. Les chercheurs espèrent que leurs découvertes conduiront à un appareil portable et peu coûteux, mais extrêmement sensible, capable de diagnostiquer le paludisme sur place en utilisant seulement une goutte de sang.

Anantha Chandrakasan et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology (MIT) décrivent comment ils ont développé et testé leur dispositif microfluidique expérimental dans la revue. Puce de laboratoire.

L'appareil répartit la goutte de sang sur une électrode pouvant compter les cellules individuelles au fur et à mesure qu'elles passent, et peut également effectuer des lectures très précises de leur impédance ou de leur résistance électrique.

Dans des études antérieures, l'équipe avait déjà établi que des maladies comme le paludisme altéraient les propriétés électriques des globules rouges.

Chandrakasan, spécialisé dans le développement d'appareils électroniques de faible puissance, a déclaré à la presse:

"En fin de compte, l'objectif serait de créer un dispositif de la taille d'un timbre-poste doté d'une électronique intégrée capable de détecter si une personne est atteinte du paludisme et à quel stade."

Les chercheurs pensent que la même technologie peut être utilisée pour diagnostiquer d'autres maladies qui modifient les propriétés électriques des globules rouges.

Le paludisme est causé par cinq souches de Plasmodium, un parasite qui vit dans l'intestin de la femme Anophèle moustique et passe aux humains par sa morsure.

Pour cette étude, les chercheurs ont étudié la souche P. falciparum. Lorsque le parasite pénètre dans la circulation sanguine humaine, il envahit les globules rouges, les rendant plus magnétiques et plus rigides.

Ces changements peuvent être détectés par divers dispositifs de diagnostic, mais ils ne surviennent que lorsque le parasite a atteint un stade plus avancé, lorsque les globules rouges ont commencé à adhérer à de petits vaisseaux sanguins, bloquant la circulation et provoquant des symptômes graves.

Le nouveau périphérique est sensible à une autre propriété qui est mesurable au premier stade parasitaire, le stade de l'anneau. La propriété qu'il mesure est la résistance électrique ou l'impédance.

Appareil sensible

Chandrakasan, chercheur principal aux Laboratoires de technologie des microsystèmes (MTL) du MIT, et le professeur de génie électrique Joseph F. et Nancy P. Keithley, et ses collègues ont réussi à rendre le dispositif si sensible qu'il peut prendre des mesures très précises de la taille et de phase d'impédance électrique des cellules individuelles.

Ils ont également réussi à trouver un moyen d’empêcher les cellules de se coller les unes aux autres et ils ont éliminé les signaux parasites du substrat d’électrode que les cellules sanguines débordent.

Dans leur rapport d'étude, ils décrivent comment ils ont testé le dispositif sur quatre types de cellules: les cellules non infectées et les cellules contenant le parasite à trois stades différents de développement, appelés cycle, trophozoïte et schizonte.

Bien que l'appareil ne soit pas suffisamment sensible pour différencier de manière fiable les différents stades de développement du parasite, les chercheurs ont pu combiner les mesures de manière mathématique afin de différencier de manière fiable les cellules infectées et non infectées, y compris celles contenant le cycle du parasite.

Matthias Marti, professeur adjoint d'immunologie et de maladies infectieuses à l'École de santé publique de Harvard, n'a pas participé à l'étude. Mais il décrit le dispositif comme étant "vraiment cool" car il peut détecter la différence entre les globules rouges unifiés et les cellules sanguines infectées par le parasite, même s'il est encore très petit et avant qu'il ait eu beaucoup de chance de modifier les cellules.

Les chercheurs espèrent que leur travail aboutira rapidement à un kit de test portable et peu coûteux capable de diagnostiquer rapidement le paludisme dans des lieux dépourvus de laboratoires et de personnel qualifié.

Bien que des trousses de diagnostic rapide du paludisme commencent à apparaître et promettent de dépasser la méthode traditionnelle de diagnostic du paludisme qui nécessite un technicien qualifié pour examiner les frottis sanguins au microscope, celles-ci ne sont pas très sensibles.

"Pour qu'un nouvel appareil soit significatif sur le terrain, il devrait être plus sensible que ces approches traditionnelles, aussi bien que bon marché et rapide", explique Marti.

L'équipe travaille actuellement sur la conversion du dispositif expérimental en quelque chose qui peut être utilisé de manière réaliste sur le terrain. Pour cela, il devra être portable, jetable et bon marché.

Ils disent qu'il sera également intéressant de voir s'ils pourraient utiliser le dispositif pour détecter l'infection du paludisme au stade où le parasite est suffisamment mature pour passer à d'autres humains, par les piqûres de moustiques.

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