fr.3b-international.com
Information Sur La Santé, La Maladie Et Le Traitement.



Nanosensors: l'avenir de la médecine diagnostique?

Un objectif essentiel de la médecine diagnostique est de pouvoir diagnostiquer les problèmes médicaux aussi rapidement que possible, permettant ainsi aux cliniciens de traiter les patients avant tout dommage irréversible ou durable.
Les nanocapteurs sont fabriqués à partir de nanotubes de carbone, chacun 100 000 fois plus petit qu'un cheveu.

Accélérer le processus de diagnostic est un axe majeur de la recherche. Des études récentes rapportées par Nouvelles médicales aujourd'hui inclure une étude qui a révélé qu'un nouveau test sanguin pouvait prédire le risque de récidive du cancer du sein chez une femme près de 8 mois avant l'apparition des signes visibles.

Une autre étude publiée en août 2015 a identifié un composé naturel trouvé dans la respiration comme biomarqueur de la cirrhose hépatique précoce. Ce biomarqueur pourrait un jour constituer la base d'un test respiratoire pour diagnostiquer cette maladie.

Un problème qui se pose avec le diagnostic des conditions médicales est que les symptômes de certaines conditions ne surviennent qu'après un certain temps. Au moment où ces symptômes reviennent à la surface, l’état sous-jacent aura atteint un stade où son traitement sera beaucoup plus compliqué qu’il ne l’aurait été si le problème avait été découvert plus tôt.

L'exemple le plus évident de ce problème serait des cancers tels que le cancer du pancréas qui, souvent, ne provoquent aucun signe ou symptôme au cours des stades précoces, ne provoquant des symptômes qu'une fois que le cancer s'est propagé à d'autres parties du corps.

Mais ce problème est commun. Un autre exemple serait lorsqu'un implant - une prothèse de hanche, par exemple - devient infecté ou que l'inflammation provoque la formation de tissus cicatriciels prohibitifs. Au moment où l'infection de la hanche devient évidente, la seule solution consiste à retirer l'implant et à en insérer un nouveau.

Cette semaine, MNT Thomas Webster, professeur et président du Département de génie chimique de la Northeastern University à Boston, a parlé du travail actuel de son équipe dans ce domaine.

"Ce que nous avons rapidement réalisé dans notre système de soins médicaux aujourd'hui, c'est que beaucoup de nos actions sont très réactionnaires", a-t-il déclaré.

Dans ce Spotlight, nous examinons comment le professeur Webster et ses collègues cherchent à s’éloigner d’un modèle réactionnaire des soins de santé en développant nanocapteurs - une nouvelle forme de technologie capable de surveiller l'accumulation de bactéries sur les implants et d'avertir les cliniciens lorsqu'un traitement est nécessaire avant que le problème ne dégénère.

Nanotechnologie: petite taille, énorme potentiel

Dire que la nanotechnologie est minuscule serait un euphémisme - un seul nanomètre représente un milliardième de mètre. Une feuille de papier mesure environ 100 000 nanomètres d'épaisseur. Un nanotube de carbone à paroi unique d'un diamètre de 1 nanomètre est 100 000 fois plus petit qu'un cheveu. En comparaison, une mèche de cheveux est 100 000 fois plus petite qu'une maison de 10 mètres de large.

Il peut être difficile de visualiser à quel point cela est petit, mais les avantages de l'application de la nanotechnologie à la médecine sont beaucoup plus faciles à voir. Les chercheurs ont déjà réussi à utiliser la nanotechnologie pour améliorer l'imagerie biologique afin que les cliniciens puissent détecter les accumulations de particules minuscules ou les signaux moléculaires associés à des problèmes de santé.

Webster a dit MNT à propos de projets antérieurs dans lesquels lui et ses collègues ont étudié le potentiel de l’utilisation de nanoparticules pour traiter les infections bactériennes et virales.

Certaines infections bactériennes chroniques sont causées par la prolifération de bactéries dans les biofilms - ce que T. Bjarnsholt, de l’Université de Copenhague, au Danemark, décrit comme des "agrégats visqueux". Les biofilms sont la cause d'affections telles que la pneumonie en cas de fibrose kystique et d'infections associées aux implants.

«Les médicaments et les antibiotiques ne pénètrent pas dans ces biofilms», explique le professeur Webster, «la seule chose à faire est donc d’utiliser et de retirer ce biofilm presque à la main en le retirant des tissus».

Les nanoparticules pourraient toutefois changer cet état de choses, comme l’a dit le professeur Webster. MNT:

"Nous avons donc été en mesure de développer ces nanoparticules qui peuvent réellement pénétrer dans ces biofilms et ensuite tuer le biofilm, régénérant ainsi les tissus sains afin de ne pas avoir besoin de ce type d'opération."

Par ailleurs, le professeur Webster et ses collègues ont travaillé sur le développement de nanoparticules conçues pour détruire des virus spécifiques. Les nanoparticules d'or sont conçues pour se fixer sur des virus tels qu'Ebola ou la grippe; en chauffant les particules avec certaines longueurs d'onde infrarouges, les nanoparticules peuvent alors détruire la structure du virus.

Webster a résumé ce qu'il considère comme les avantages de la nanotechnologie pour MNT:

"Nous pensons qu'il existe une forte promesse pour la nanotechnologie utilisée en médecine, évidemment parce que sa petite taille vous permet de pénétrer dans les cellules, de pénétrer dans les cellules et de manipuler leurs fonctions avec des matériaux conventionnels."

Grâce à la nanotechnologie, il est possible de prendre de grandes mesures en médecine. À l’heure actuelle, le professeur Webster et son équipe s’intéressent à la manière dont cette technologie peut être utilisée pour améliorer les formes conventionnelles de traitement, et c’est nanocapteurs entrer en jeu.

Un docteur dans le corps

"Idéalement, nous voulons créer des capteurs qui se comportent comme des cellules naturelles du corps", a expliqué le professeur Webster. MNT. "Beaucoup d'entre nous diraient que le corps humain est le capteur ultime. Nous pouvons sentir les choses beaucoup mieux que tout ce que nous avons fait jusqu'à présent de manière synthétique."

Construire un capteur en utilisant la nanotechnologie pour imiter les cellules immunitaires humaines qui circulent dans le corps, indiquer quand quelque chose ne va pas et répondre positivement aux problèmes qui surviennent peut être possible un jour dans le futur, mais pour le moment, cela reste un grand pas à faire.


Jusqu'à présent, l'équipe a testé ses nanocapteurs en les cultivant sur des implants de hanche et des cathéters en titane.

Au lieu de cela, le professeur Webster et son équipe ont choisi de transformer les dispositifs médicaux conventionnels qui sont implantés dans le corps en leur donnant des capteurs - des nanocapteurs - qui peuvent déterminer un problème et y répondre le cas échéant.

"Ce que nous avons fait dans un premier temps est de prendre des implants de hanche en titane - comme un hôpital l'achèterait - et de faire pousser du matériel à la surface de l'implant de hanche qui peut détecter électriquement quel type de cellule se fixe à la surface." il a rapporté.

Les capteurs, construits à partir de nanotubes de carbone, sont capables de détecter si des cellules se fixant à l'implant sont des cellules osseuses (comme on peut l'espérer), des bactéries ou des cellules inflammatoires. Les deux derniers types de cellules pourraient indiquer une infection ou la formation de tissu cicatriciel pouvant causer des problèmes au patient.

Le capteur intègre une fréquence radio qui envoie des signaux à un ordinateur externe, à partir duquel un clinicien peut accéder à toutes les informations transmises par le capteur. À partir de ces informations, par exemple, un clinicien peut voir si l’implant est exempt de bactéries, contient une petite quantité de bactéries que le corps va traiter ou un grand nombre de bactéries nécessitant un traitement antibiotique avant qu’une infection à part entière puisse s’installer. .

"Evidemment, ce dernier scénario serait un scénario bien meilleur que ce qui se passe aujourd'hui", a déclaré le professeur Webster. "Essentiellement aujourd'hui, nous ne savons pas quand il y a eu trop d'infection ou trop de tissu cicatriciel avant qu'il ne soit trop tard et que nous devions retirer l'implant."

En plus des implants de la hanche, l'équipe a testé leurs nanocapteurs sur des cathéters en utilisant la même approche. Les personnes qui reçoivent des cathéters à demeure sont sensibles à l'infection, ce qui signifie que les nanocapteurs contrôlant les niveaux de bactéries pourraient avoir un impact significatif sur leurs soins.

Une préoccupation commune que les gens ont avec la nanotechnologie dans le corps humain est de savoir si les matériaux utilisés sont toxiques. Le professeur Webster et son équipe ont passé beaucoup de temps à s’assurer que les matériaux utilisés - les nanotubes de carbone et certains polymères supplémentaires - ne sont pas toxiques.

De plus, ils ont observé lors d'essais précoces sur des modèles animaux que les matériaux utilisés ont même réussi à améliorer la croissance osseuse lorsqu'ils sont utilisés avec des implants de la hanche. Ainsi, même si le capteur n'identifie aucun problème, il est toujours capable de promouvoir la croissance osseuse davantage qu'un implant en titane ordinaire.

"C'est la première étape vers un meilleur implant", a déclaré le professeur Webster, "mais notre objectif ultime est de concevoir ces capteurs qui agissent comme le corps humain."

Problèmes liés à la production d'énergie et de données

Bien que ces nanocapteurs soient très prometteurs, il reste quelques ponts à franchir avant que la technologie puisse être appliquée aux patients humains. L'équipe souhaite que les capteurs aient la même durée de vie que les implants dont ils sont issus, et bien que cela ne soit pas un problème pour un cathéter qui a tendance à rester inséré pendant une semaine ou deux, les implants de la hanche peuvent rester en place pendant 15 ans.

Actuellement, l'équipe a généré de l'énergie pour les capteurs en exploitant la capacité de compression des nanotubes de carbone. Lorsque les nanotubes sont comprimés par la force des tissus environnants, une tension est générée. Cependant, même si cette méthode peut générer de l'énergie à court terme, à mesure que les tissus se développent au-dessus des capteurs, ils ne pourront plus être compressés.

Cette énigme est l'un des deux problèmes importants que l'équipe doit résoudre avant que les capteurs puissent être utilisés chez les patients porteurs d'implants. L'autre défi majeur pour l'équipe est de générer suffisamment de données de test pour que sa technologie puisse être approuvée par les autorités compétentes.

Le professeur Webster a expliqué le problème de l'équipe:

"Ici, aux États-Unis, nous avons la FDA (Food and Drug Administration) américaine pour laquelle nous devons obtenir une approbation avant de pouvoir l'utiliser cliniquement, et cela demande énormément de travail à quelqu'un dans une université pour générer ces données."

Il a dit MNT L'équipe a jusqu'ici convaincu un grand nombre de cliniciens et de médecins que leur approche avait beaucoup de valeur et que l'accès à des informations en temps réel sur l'état de santé d'un patient serait très bénéfique.


L'équipe espère qu'un jour, leur nanotechnologie sera utilisée non seulement pour surveiller la propagation des infections, mais aussi pour traiter des maladies telles que le cancer.

Les premiers essais ont également été couronnés de succès. L'équipe est actuellement au milieu d'une deuxième série d'essais utilisant des rongeurs et une fois que ces tests auront validé des données antérieures, ils chercheront à tester leur technologie sur des animaux plus gros.

Le professeur Webster a admis qu’en l’état actuel des choses, un essai clinique chez l’homme se situe probablement entre 5 et 10 ans. La collaboration de l'industrie, a-t-il ajouté, pourrait accélérer ce processus et l'équipe serait donc intéressée à travailler avec des entreprises ou des entrepreneurs pour accélérer leur calendrier de recherche.

"Ce sont les premiers jours pour les nanocapteurs internes", écrit-il dans un article publié dans Câblé, "mais le concept a beaucoup de potentiel." Si l’équipe parvient à convaincre les bailleurs de fonds de ce potentiel, les nanocapteurs pourraient être utilisés chez les humains le plus tôt possible.

Non seulement identifier les problèmes mais les traiter

Comme mentionné précédemment, la vision de l'équipe concernant les nanocapteurs va au-delà d'un rôle de surveillance consistant à fournir des informations aux cliniciens. Dans Câblé, Le professeur Webster décrit comment les capteurs pourraient également être utilisés pour traiter des problèmes avant qu'ils ne puissent causer des dommages à l'organisme:

"Si les capteurs détectent quelque chose de fâcheux, ils peuvent être programmés via un appareil portable pour libérer un médicament destiné à tuer les bactéries ou réduire la croissance des tissus cicatriciels afin que l'os puisse se développer sainement à côté de l'implant.En libérant des médicaments ou, dans certains cas, en libérant une faible tension sur le site, la toxicité des cellules saines peut être évitée et un traitement plus efficace peut en résulter. "

Plus loin encore, le professeur Webster envisage une nanotechnologie capable de traiter les cellules cancéreuses, en administrant des médicaments chimiothérapeutiques avec une grande précision, soit à proximité des cellules dangereuses, soit à l'intérieur de celles-ci.

Le professeur Webster a décrit le niveau de développement technologique comme étant "un peu comme Star Trek", mais il s’agit d’un chemin que l’équipe a commencé à suivre. Avec le temps, cette technologie minuscule pourrait mener à une révolution gigantesque dans le domaine des soins de santé.

Un nouvel aperçu sur le déclencheur de la maladie coeliaque

Un nouvel aperçu sur le déclencheur de la maladie coeliaque

Une nouvelle étude a révélé un lien entre le gluten et les lymphocytes T du système immunitaire, mettant en lumière les causes de la maladie c?liaque, une maladie qui touche environ 1 personne sur 133. Orthographe: Royaume-Uni, Irlande et Australasie: maladie c?liaque. Etats-Unis: maladie c?liaque Menée par des chercheurs de Monash Unversiy et de l'université de Leiden, l'étude a été publiée aujourd'hui dans Immunity.

(Health)

Peut-on utiliser du vin rouge pour prévenir les caries dentaires?

Peut-on utiliser du vin rouge pour prévenir les caries dentaires?

Ses effets bénéfiques sur le c?ur sont bien documentés, mais une nouvelle étude suggère qu'une autre partie du corps pourrait bénéficier d'une consommation modérée de vin rouge: nos dents. Les chercheurs à l'origine de cette nouvelle étude, publiée dans le Journal of Agricultural and Food Chemistry, expliquent que la cavité buccale est un habitat extrêmement complexe et unique dans le corps humain.

(Health)