Un laboratoire sur puce permet le diagnostic précoce des maladies d’Alzheimer et de Parkinson
Les maladies d’Alzheimer et de Parkinson constituent les deux troubles neurodégénératifs les plus courants dans le monde. Elles sont extrêmement débilitantes pour les patients et représentent des pathologies neurologiques essentiellement incurables associées à un âge avancé. Le diagnostic précoce de ces troubles, ainsi que d’autres maladies, peut permettre d’empêcher une détérioration plus avancée, ce qui se traduirait par de meilleures issues thérapeutiques pour le patient. Parmi les méthodes actuelles de diagnostic, deux approches se révèlent prometteuses: une TEP du cerveau pour déterminer la présence de dépôts d’une protéine spécifique appelée bêta amyloïde; et l’analyse de certains niveaux d’acides aminés et de protéines dans le liquide céphalorachidien. Cependant, ces méthodes de diagnostic impliquent des coûts élevés et se révèlent invasives pour le patient. En outre, ces techniques sont uniquement viables à un stade assez avancé de la maladie, ce qui signifie qu’elles peuvent intervenir trop tard pour que le traitement thérapeutique soit couronné de succès. «Diagnostiquer plusieurs mois, voire plusieurs années, plus tôt rendrait les thérapies disponibles bien plus efficaces qu’elles ne le sont pour le moment. De plus, cela devrait permettre de stimuler le développement de nouvelles thérapies, en détectant de faibles variations dans le corps et en luttant contre la maladie à son stade le plus précoce», indique Valentin Alek Dediu, coordinateur du groupe de recherche Multifunctional Nanomaterials for Molecular Spintronics and Magnetism (nanomatériaux multifonctions pour la spintronique et le magnétisme moléculaire) au CNR-ISMN de Bologne. Le projet MADIA a développé une méthode non-invasive de diagnostic capable de dépister des composants dans le liquide céphalorachidien avec une précision sans précédent, et susceptible d’être utilisée conjointement avec des échantillons plus facilement accessibles tels que le sang et la salive. «MADIA a mis en avant un concept de laboratoire sur puce pour les diagnostics précoces ultra-sensibles, sur la base de la détection de biomarqueurs liés à des étiquettes magnétiques», ajoute Valentin Alek Dediu, coordinateur du projet MADIA.
Marquer les biomarqueurs avec des nanoparticules magnétiques
MADIA emploie des nanoparticules connues sous le nom de nanoparticules d’oxyde de fer superparamagnétique, ou SPION pour se fixer à certains biomarqueurs, leur adjuvant des étiquettes magnétiques et les rendant visibles aux scanners magnétiques. Un réseau de capteurs magnétiques est intégré au sein d’un dispositif microfluidique, qui peut ensuite scanner le liquide céphalorachidien, ou d’autres fluides corporels. «Le principal avantage de l’approche magnétique est sa capacité à détecter de très petites quantités de SPION, et donc, de biomarqueurs. La détection magnétique peut facilement atteindre le niveau de sensibilité de 1 000 nanoparticules, ou 1 000 biomarqueurs», explique Valentin Alek Dediu. MADIA cherche à détecter la substance amyloïde, les biomarqueurs connus de la maladie d’Alzheimer. Mais en principe, la technologie est applicable à différents biomarqueurs, note Valentin Alek Dediu. Elle peut facilement être adaptée à une utilisation dans le cadre de systèmes de diagnostic portables, et détecter des biomarqueurs ou des toxines dans la sueur ou dans d’autres fluides corporels. Le test fonctionne à l’échelle du nanomètre: entre 10 et 150 nanomètres, ce qui signifie qu’il intègre la plupart des biomarqueurs, mais qu’il est également susceptible de détecter la présence de virus.
Une preuve de concept couronnée de succès
«Nous devons et souhaitons aller plus loin, pour assembler le prototype réel de dispositif de diagnostic, nous permettant d’aborder la question de la fabrication avec des sociétés et des hôpitaux, pour mener des essais et des validations supplémentaires», affirme Valentin Alek Dediu. Le consortium MADIA prévoit d’investir des fonds locaux disponibles pour faire entrer le dispositif dans la prochaine phase prototypale, puis de solliciter une autre subvention de l’UE permettant le développement jusqu’au niveau pré-commercial. «Parallèlement à cela, l’équipe du projet travaille également à la diffusion active des efforts de recherche, afin de convaincre les parties prenantes et les décideurs politiques que le concept de laboratoire sur puce est susceptible de façonner la future structure diagnostique de notre société», conclut Valentin Alek Dediu.
Mots‑clés
MADIA, neurodégénératif, maladies, précoce, détection, nanoparticules, magnétique, capteur
