Un outil de diagnostic portable et ultra-sensible

Face aux épidémies qui se développent dans les contrées limitées en équipements, la demande en outils de diagnostics portables et utilisables hors hôpital va croissante. A l'EPFL, les chercheurs ont développé un dispositif microfluidique qui va en sens. Testé sur Ebola, il pourrait détecter un grand nombre d'autres maladies.

Les systèmes microfluidiques représentent depuis plusieurs années un outil au potentiel extraordinaire pour poser des diagnostics. Constitués de minuscules canaux de la taille d'un cheveu, ces plaques en caoutchouc de silicone permettent d'analyser de très petites quantités de liquide, et de détecter rapidement différents marqueurs dans un échantillon de sang.

A l'EPFL, un nouvel outil microfluidique vient de sortir du Laboratoire de caractérisation du réseau biologique (LBNC), dirigé par Sebastian Maerkl. Ce nouveau dispositif portable, relié à une batterie et fonctionnant parfaitement avec des microscopes bon marché, offre une précision et une capacité de détection très importantes. La plateforme - qui fait l'objet d'un brevet et d'une publication dans ACSnano - permet par exemple de repérer simultanément 16 types de molécules ou « biomarqueurs » dans une infime quantité de sang (moins de 0.005 millilitres). Les biomarqueurs sont habituellement des enzymes, protéines, hormones ou métabolites, dont la présence ou la concentration dans le sang donne des informations précises sur l'état de santé d'un patient.

Deux sortes de mesures sur une même plateforme
Ce qui différencie ce dispositif? Il combine sur une même plateforme des mécanismes de détection analogique et numérique, alors que les systèmes classiques ne proposent que l'une ou l'autre. Le système numérique est si sensible qu'il permet de repérer la présence d'un seul biomarqueur. Il n'est cependant pas efficace pour mesurer de hautes concentrations, à cause de la saturation du signal. Le système analogique est quant à lui tout à fait adapté pour mesurer de hautes concentrations. En réunissant ces deux types d'analyses complémentaires, on obtient en très peu de temps une vision très claire de la composition d'une goutte de sang. Un procédé qui permet non seulement d'établir des diagnostics précoces, mais aussi d'observer la progression d'une maladie donnée.

Les premiers tests ont été effectués avec succès sur un échantillon contenant des anticorps anti-Ebola, qui trahissent la présence du virus chez un patient. Mais en théorie, la plateforme devrait fonctionner pour n'importe quel marqueur.

Aucune manipulation préalable requise
Et ce n'est pas tout. Il est également possible d'effectuer une analyse sanguine sur le dispositif, sans devoir "préparer" l'échantillon au préalable. "Pouvoir zapper l'étape de séparation des constituants du sang est intéressant pour les chercheurs", explique Francesco Piraino, le premier auteur de la publication. "La séparation du plasma requière en effet de faire passer de grand volumes de sang dans des centrifugeuses, ce qui prend du temps."

Faire des diagnostics dans les régions reculées
La plateforme ouvre la voie à un genre de tests nouveaux. De quoi répondre à la demande croissante pour de nouveaux outils de diagnostic hors hôpital. "Notre dispositif sera utile pour les équipes médicales évoluant dans des régions où les ressources sont limitées", commente le scientifique. "Il devrait permettre de repérer et suivre d'éventuelles épidémies."

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Réference:Francesco Piraino, Francesca Volpetti, Craig Watson, and Sebastian J. Maerkl A digital-analog microfluidic platform for patient-centric multiplexed biomarker diagnostics of ultralow volume samples, ACS Nano, 2016
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