Ce nouveau capteur développé par les bioingénieurs du Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) permettra de suivre les niveaux du cortisol ou hormone du stress en temps réel. Présenté dans la revue Talanta, cet « immunocapteur » de cortisol est implantable, placé en contact avec le flux sanguin et basé sur la fluorescence. Ce nouvel implant diagnostique pourrait également contribuer à surveiller, en continu, d'autres marqueurs associés à d'autres conditions ou problèmes de santé.
Le cortisol ou « hormone du stress » est une hormone stéroïde qui joue un rôle clé dans la régulation de toute une gamme de processus physiologiques allant du taux de glucose à la pression artérielle et à l'inflammation. Des niveaux de cortisol réduits ou élevés sont liés à différentes maladies et symptômes, pourtant il n’existe pas de mode pratique de surveillance continue, précis et fiable du cortisol in vivo. Les méthodes de laboratoire existantes telles que le dosage immunoenzymatique (ELISA), aussi fiables soient-elles, sont coûteuses, peu pratiques et ne peuvent pas être adaptées à la surveillance en temps réel.
« Toute surveillance de biomarqueur in vivo et en continu est un défi ».
D’autant que le cortisol est une molécule relativement petite. Ensuite, le test sanguin lui-même peut être stressant pour les patients et donc élever la concentration de cortisol, ce qui fausse le diagnostic. « L'objectif était donc de développer un capteur implantable, fonctionnant en temps réel et placé dans le flux sanguin » précise l’auteur principal, Vladimir Drachev du Skoltech et l'Université du Texas.
Cet immunocapteur pour la surveillance du cortisol utilise des nanoparticules d'or. Le cortisol libre dans l'échantillon déplace des complexes de cortisol et d'albumine sérique bovine (BSA), marqués par fluorescence, qui s'attachent à des anticorps monoclonaux qui se retrouvent sur des ilots d'or nanométriques présents sur le capteur. La fluorescence signale la concentration de cortisol dans l'échantillon. Enfin, ce capteur implantable est constitué d'une fibre optique équipée d'une cellule capillaire à l'extrémité, recouverte par une membrane semi-perméable et placée dans une aiguille très fine. Cette aiguille est composée de plusieurs couches internes et est connectée à un spectromètre portable via la partie fibre optique.
Une grande sensibilité de détection : in vitro, le prototype permet de détecter jusqu’aux niveaux de cortisol les plus faibles (0,02 microgramme par millilitre), et jusqu'à des niveaux supérieurs à ceux présents dans le plasma humain. Et le dispositif permet de suivre, de manière continue la variation des nioveaux de cortisol (toujours in vitro).
Une première donc pour détecter le stress, même si de tels dispositifs de mesure existent déjà pour le glucose, par exemple- et sous réserve de confirmation par des études précliniques in vivo, puis des essais cliniques (chez l'Homme).
Source: Talanta 1 April 2021 DOI : /10.1016/j.talanta.2020.122070 Surface-specific washing-free immunosensor for time-resolved cortisol monitoring
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