Un appareil portable capable de détecter la septicémie en une demi-heure
La septicémie est un état pathologique caractérisé par une réponse inflammatoire inadéquate à une infection, pouvant entraîner le dysfonctionnement des organes. Cette maladie peut être causée par des micro-organismes, comme des bactéries ou des champignons, et son traitement se résume essentiellement à la régulation de l’infection par un contrôle des sources et par des antibiotiques. Le coût socio-économique de la septicémie est très élevé, comptant approximativement 20 000 décès par jour dans le monde. En 2008, l’hospitalisation pour cause de septicémie a coûté plus de 10 milliards d’euros en Europe et aux États-Unis. Le projet RAIS a développé un nouveau système de diagnostic, une plate-forme de microréseaux sans marqueur pour quantifier les niveaux de biomarqueurs spécifiques à la septicémie, en moins d’une demi-heure. Sur la base de la conception d’un microscope interférométrique sans lentille breveté, les chercheurs ont validé ce système avec succès. «Nous voulions développer un appareil rapide, sensible et à haut débit pour détecter la septicémie à moindre coût», explique le Dr Pruneri, coordinateur du projet RAIS. Une révision intégrale pour la conception de l’essai Les protocoles de diagnostic actuels intègrent des analyses de sang et la mesure du nombre de cellules sanguines, du lactate sérique et des hémocultures pour les micro-organismes aérobies et anaérobies. Toutefois, au vu de la lenteur du diagnostic basé sur la culture, d’importants efforts ont été déployés pour trouver des biomarqueurs permettant un diagnostic précoce de cette maladie. Le projet RAIS a développé un lecteur optique de microréseaux utilisant des biomarqueurs spécifiques pour la détection de la septicémie. Il inclut les protéines impliquées dans l’inflammation et les bactéries fréquemment rencontrées dans les échantillons de sang des patients. Les anticorps spécifiques à ces biomarqueurs ont été déposés et fixés sur la plaque de jeux ordonnés de microéchantillons. L’appareil contient une cartouche jetable intégrée dans une plate-forme de microréseau sans marqueur et portable, capable de mesurer potentiellement plus d’un million d’échantillons cibles en même temps. Un prototype alpha a ainsi été mis au point pour être utilisé dans le cadre des premières expériences. L’équipe a encore optimisé l’appareil en développant un prototype de lecteur bêta nécessitant moins de volume d’échantillons pour l’analyse et avec un coût de fabrication considérablement moins élevé. En outre, un logiciel de post-traitement automatisé et une interface utilisateur graphique ont été inclus par les partenaires commerciaux du projet pour réduire les processus de mesure et d’analyse. Un appareil commercial basé sur le prototype bêta pourrait potentiellement fournir des résultats pour la modique somme de 50 EUR par patient. «Nous avons dû augmenter la sensibilité de détection du lecteur optique en utilisant un substrat nanostructuré, ce qui a permis de détecter et quantifier les biomarqueurs de la septicémie, le CRP, l’E. coli et la protéine PCT de faible poids moléculaire», explique le Dr Pruneri. La protéine C réactive (CRP) est un biomarqueur couramment utilisé pour l’inflammation et le PCT est synonyme de procalcitonine, tous deux se retrouvent couramment dans le plasma sanguin des patients atteints de septicémie. RAIS dans l’industrie biotechnologique En plus du développement de l’appareil, les chercheurs de RAIS ont validé le lecteur de microréseaux en utilisant des échantillons de patients atteints de septicémie et ont généré une biobanque pour la septicémie composée d’échantillons provenant de sujets témoins et de personnes atteintes de septicémie. Les résultats des activités de R & D de RAIS complèteront le développement de ce projet. «Nous avons déjà conçu un nouvel appareil dans lequel la carte de lecture électronique et le logiciel sont intégrés. Ils feront partie du futur produit qui permettra d’analyser des données sans ordinateur», ajoute le Dr Pruneri. «Le développement technique se poursuivra avec le partenaire commercial ThermoFisher et d’autres entreprises pour améliorer encore cette technologie et l’amener jusqu’aux essais cliniques», conclut le Dr Pruneri. En plus de détecter les maladies auto-immunes, cela devrait faciliter l’entrée de nouveaux outils de diagnostic sur le marché de la sérologie, adaptés à d’autres maladies.
Mots‑clés
RAIS, septicémie, microréseaux, diagnostic, biomarqueur, lecteur optique
