Une nouvelle architecture de détection portable surveille les biomarqueurs présents dans la sueur

Des biocapteurs portables fiables pour surveiller la santé représentent désormais une option grâce aux chercheurs financés par l’UE, qui développent des architectures de semi-conducteurs organiques aux propriétés uniques.

Santé

De nouvelles solutions sont nécessaires de toute urgence pour faire face à la flambée des coûts de la santé alors que la proportion de personnes âgées en Europe continue de croître. Les progrès des technologies de l’information comme l’Internet des objets ont ouvert la voie au développement de nouveaux capteurs non invasifs capables de surveiller les signaux vitaux et les biomarqueurs sur une longue période. Ces informations peuvent ensuite être transmises à un smartphone ou à une montre connectée. La surveillance du cortisol via un capteur de sueur portable pour les diagnostics et le traitement efficace de problèmes de santé mentale comme la dépression est un exemple spécifique de ces progrès. Ces troubles sont liés à la concentration de cortisol qui pourrait être mesurée de manière non invasive dans la sueur. Malheureusement, cela est actuellement impossible et doit être effectué dans des laboratoires de recherche, ce qui ne permet aucun suivi sur le long terme essentiel pour un diagnostic et un traitement précis.

La réponse réside dans votre sueur

Le projet Robust OTFT sensors a relevé à ce défi en élaborant une nouvelle architecture de détection portable très stable, basée sur des polymères semi-conducteurs pouvant être utilisés pour la détection sélective de biomarqueurs, comme le cortisol, dans la sueur. «Étant donné que les concentrations dans la sueur sont faibles et que la surveillance doit être effectuée au quotidien, les capteurs doivent fonctionner pendant de longues périodes dans des environnements aqueux et être sélectifs pour un biomarqueur ou un agent pathogène spécifique. Il est actuellement difficile de réunir ces deux aspects», déclare Mark Nikolka, titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie. Les polymères semi-conducteurs offrent une gamme de caractéristiques attrayantes comme le coût abordable, la facilité de traitement, l’ajustabilité, l’élasticité et la biocompatibilité, ce qui en fait le matériau idéal pour des biocapteurs portables sur la peau. «Cela fait d’eux des outils puissants pour la détection et la surveillance en temps réel de biomarqueurs ou d’agents pathogènes dans la sueur, offrant ainsi des possibilités inégalées en matière de soins de santé personnalisés et de surveillance», explique Mark Nikolka.

Des usages multiples et de nouvelles opportunités

Les chercheurs ont mis au point une nouvelle architecture de détection qui peut être rendue sélective pour des analytes spécifiques grâce à des modifications de surface connues. Le capteur, basé sur un transistor à double grille, répond de façon sélective à la liaison d’un analyte chargé. «Il est agnostique à de nombreux autres changements comme la conductivité ou le pH de la solution d’analyte», commente Mark Nikolka. «En outre, la conception du capteur est très stable et ne se dégrade pas, même après plusieurs jours d’utilisation.» Une couche ionique-diélectrique amplifie la charge des biomarqueurs de plusieurs ordres, ce qui rend le capteur très sensible. La conception développée intègre également un nouvel «amplificateur ionique», capable de détecter de manière fiable les signaux inférieurs au millivolt. Cette technologie présente également un intérêt pour de nouvelles électrodes utilisées pour les ECG. Mark Nikolka déclare: «Nous espérons que ce nouveau capteur flexible et extensible ouvrira la porte à de nouvelles applications de surveillance de la santé sur la peau.» Robust OTFT sensors peut avoir un impact significatif sur le développement d’applications médicales personnalisées concrètes, telles que la surveillance de la santé psychologique ou le dépistage rapide et économique des biomarqueurs du cancer. «Le projet ouvrira de nouvelles perspectives en matière de médecine personnalisée, contribuera à améliorer les traitements et à réduire les coûts des soins de santé en réduisant la fréquence de visite chez le médecin ou les prélèvements en laboratoire», conclut Mark Nikolka.