Publié le 19/11/2019  Dans : Recherche médicale  0 Commentaire   Vu 102 fois

De nouveaux biocapteurs permettent de contrôler la phénylcétonurie

De nouveaux biocapteurs permettent de contrôler la phénylcétonurie

La phénylcétonurie (PCU) est une anomalie congénitale rare se traduisant par la diminution du métabolisme de la phénylalanine, un acide aminé. En l’absence de traitement, cette maladie peut provoquer des handicaps intellectuels, des crises d’épilepsie, des troubles mentaux et des problèmes comportementaux. Toutefois, si elle est détectée précocement grâce à des programmes de dépistage chez les nouveaux-nés, cette maladie peut être prise en charge grâce à un régime strictement contrôlé.

Malheureusement, en raison de la combinaison de la rareté de la maladie, de la complexité des tests et des coûts élevés de l’équipement de laboratoire nécessaire, de nombreux hôpitaux des pays en développement n’effectuent pas de dépistages réguliers pour la PCU. Ce problème est aggravé par le fait qu’il ne soit pas possible, actuellement, de surveiller à domicile les taux sanguins de phénylalanine.

Le projet LABPATCH (Lab-in-a-patch for PKU self-assessment), financé par le CER, vise à changer la donne en développant des biocapteurs à base d’enzymes pouvant détecter facilement les taux de phénylalanine (L-Phe), l’un des principaux indicateurs de la PCU. «En diminuant le coût des matériaux utilisés pour effectuer les mesures, les biocapteurs LABPATCH seront accessibles aux hôpitaux et aux patients des pays en développement», explique Paul Soto, chercheur du projet.

Deux biocapteurs innovants

À partir des travaux réalisés sur les biocapteurs dans le cadre d’un projet précédent financé par l’UE, LT-NRBS, les chercheurs de LABPATCH développent désormais un biocapteur enzymatique spectrophotométrique et un biocapteur électrochimique. En ce qui concerne le premier, les tests enzymatiques utilisés pour mesurer la concentration des taux de L-Phe sont effectués sur des plaques à 96 puits. Cela permet de procéder à une analyse simultanée et à haut débit des échantillons issus de plusieurs patients, et de surveiller ainsi les taux de L-Phe plus fréquemment.

«Ce biocapteur présente une sensibilité élevée dans la plage physiologique des concentrations de L-Phe, ce qui signifie qu’il peut détecter des taux de L-Phe associés à l’apparition de la PCU», explique Morgane Valles, chercheuse du projet. «Ce biocapteur utilise également des enzymes immobilisées, augmentant sa viabilité, sa facilité d’utilisation et sa rentabilité.»

Quant au biocapteur électrochimique, le patient porte ce dispositif à domicile sous forme de patch. Ce patch contient des électrodes modifiées avec des biorécepteurs sélectifs de la Phe qui détectent automatiquement le taux de Phe dans leur sueur, et ce d’une manière non invasive qui ne demande aucune expertise médicale ni d’installations coûteuses. Ce patch est connecté à une unité de contrôle miniaturisée pour faire fonctionner l’électrode et transmettre, via une communication sans fil, les données à un dispositif externe (un smartphone ou une tablette).

Validés sur des échantillons de sang humain anonymisés et enrichis de différentes concentrations de phénylalanine, les biocapteurs LABPATCH ont démontré la reproductibilité de leur mesures entre les lots d’échantillons.

Faciliter l’accès à la détection précoce

En développant des biocapteurs faciles à utiliser et peu coûteux, le projet LABPATCH est sur la bonne voie pour avoir un impact important sur la détection de la PCU dans les pays en développement. «Généralement, les concentrations de Phe dans le sang sont uniquement analysées dans des laboratoires spécialisés et seulement une ou deux fois par mois», explique Rafael Artuch, chercheur du projet. «Toutefois, avec LABPATCH, les patients peuvent surveiller le taux de Phe chez eux, fournissant aux médecins les données nécessaires pour mieux contrôler la maladie.»

Malgré ces succès, les chercheurs du projet soulignent qu’il est possible de faire mieux, notamment en ce qui concerne la reproductibilité et l’instabilité thermique et chimique des biocapteurs. «Ces inconvénients technologiques inhérents aux capteurs à base d’enzymes peuvent être atténués par la caractérisation appropriée du biocapteur et par l’ingénierie des protéines», ajoute M. Soto. «Ces améliorations seront au cœur de la prochaine phase du projet.»

>> Source : Résultats de la recherche de l’UE

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