Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Bons plans et avis Gearbest: Xiaomi Mi Mix2, OnePlus 5T
Code promo Gearbest: réduction, coupon, livraison...
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Adrien le Mardi 29/09/2015 à 00:00
Des chimistes conçoivent des tests rapides, simples et peu coûteux à base d'ADN

Photo: Ryan et Peter Allen.
Des chimistes de l'Université de Montréal ont utilisé des molécules d'ADN pour mettre au point des tests permettant un diagnostic médical peu coûteux et qui ne prennent que quelques minutes à effectuer.

Leurs résultats, qui sont publiées officiellement dans le Journal of the American Chemical Society, pourraient contribuer à concevoir des appareils assez simples pour pouvoir être utilisés dans le cabinet du médecin, ou même à la maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.), et qui permettent de diagnostiquer rapidement diverses maladies, telles que le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée. Ces...), les allergies, les maladies auto-immunes, les infections transmissibles sexuellement (ITS) et de nombreuses autres.

Selon l'équipe de chercheurs, cette nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) pourrait également avoir une incidence considérable sur la santé mondiale en raison de ses faibles coûts et de sa facilité d'utilisation. Ces tests de diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et γν?ση, gnósi,...), à base d'ADN rapides et faciles à utiliser, utilisent l'une des forces les plus simples en chimie : l'effet stérique, une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) de répulsion qui survient lorsque des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est...) sont amenés trop près les uns des autres - pour détecter des cibles moléculaires, telles des protéines, liées à diverses maladies.

On doit cette conception à l'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) d'Alexis Vallée-Bélisle, professeur au Département de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle...) de l'Université de Montréal. «Malgré leur grande utilité, les tests de diagnostic moléculaire actuels demeurent considérablement limités puisqu'ils exigent encore des manipulations complexes en laboratoire. De manière générale, les patients doivent attendre plusieurs jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les...) sinon des semaines avant de recevoir les résultats de leurs analyses sanguines, affirme M. Vallée-Bélisle. Les échantillons de sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté d’environ 5...) doivent être transportés à un laboratoire centralisé, puis analysés par du personnel spécialisé. Les résultats doivent ensuite être acheminés au bureau du médecin. Si tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) peut se faire aux points d'intervention auprès des patients, ou même à la maison, nous pourrions éliminer le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) perdu entre le test et le traitement, et améliorer ainsi l'efficacité des interventions médicales.»

L'importante percée à la base de cette nouvelle technologie est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La paroi de l'ovaire forme le péricarpe du fruit et l'ovule...) du hasard (Dans le langage ordinaire, le mot hasard est utilisé pour exprimer un manque efficient, sinon de causes, au moins d'une reconnaissance de cause à effet d'un événement.). «Lors des travaux sur la première génération de ces tests à base d'ADN, nous avons constaté que les cibles moléculaires que nous voulions détecter, malgré leurs petites dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une...) (habituellement 1 000 fois plus petites qu'un cheveu humain) ont une grosseur suffisante pour entrer en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) entre elles et créer un effet stérique (un effet comparable à une congestion ( La congestion est l'augmentation subite de la quantité de sang contenue dans les vaisseaux d'un organe ou d'une partie d'organe. La congestion d'un...) - ou du trafic - moléculaire) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) du détecteur, réduisant ainsi de façon draconienne le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes...) de nos tests, mentionne Sahar Mahshid, stagiaire postdoctorale à l'Université de Montréal et première auteure de l'étude. Plutôt que de tenter de minimiser cet effet de répulsion, nous avons décidé d'utiliser cette force à notre avantage pour concevoir un nouveau mécanisme de signalisation qui détecte ces effets stériques.»

Ce principe de détection est simple : la cible moléculaire pertinente aux fins de diagnostic (souvent une protéine) se lie à une molécule d'ADN électro-active et restreint la capacité de celle-ci à s'hybrider à une molécule d'ADN complémentaire située sur la surface d'une électrode en or. Francesco Ricci, professeur à l'Université de Rome Tor Vergata, qui a également participé à cette étude, explique que ce nouveau mécanisme de signalisation produit un changement de courant suffisant pour être mesuré à l'aide d'appareils électroniques peu coûteux, semblables aux lecteurs de glycémie (glucomètres) utilisés à la maison par les personnes diabétiques.

Les chercheurs ont démontré que ce test à base d'ADN permet de détecter plusieurs cibles moléculaires de manière simultanée directement dans le sang entier en moins de 10 minutes, même si la concentration de ces cibles est un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001). Il vaut un...) de fois inférieure à celle du glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est symbolisé par Glc. Il est directement assimilable par l'organisme.) dans le sang. «Un des grands avantages de ce test électrochimique à base d'ADN est que son principe de détection peut être généralisé à de nombreuses cibles moléculaires. Nous pouvons donc créer des appareils abordables permettant de détecter des dizaines de marqueurs de maladies en moins de cinq minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le...) dans le bureau du médecin ou même à la maison», conclut M. Vallée-Bélisle.

Univalor, le partenaire commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.) de l'Université de Montréal, supporte activement ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) et a déposé une demande de brevet afin de protéger la technologie. «Nous sommes convaincus que ce nouveau biosenseur rapide et facilement multiplexable pourrait significativement améliorer la santé des patients en permettant le développement de nouveaux tests diagnostiques de type ''point-of-care'' pour de nombreuses maladies», rapporte Patricia Escoffier, directrice de projets chez Univalor. Par ailleurs, de nombreuses applications sont envisagées, y compris la détection de pathogènes dans les aliments et l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), et la pharmacovigilance (En France, « La pharmacovigilance a pour objet la surveillance du risque d'effet indésirable résultant de l'utilisation des médicaments et produits à usage humain » (article R. 5121-150 du code de la...) thérapeutique à la maison, une fonction qui pourrait considérablement améliorer l'efficacité de différentes catégories de médicaments et de traitements.

À propos de cette étude

Cette étude a été financée par Grands Défis Canada, le Fonds de recherche du Québec - Santé et la Chaire de recherche du Canada en bio-ingénierie et bionanotechnologie. M. Vallée-Bélisle et ses collègues publieront la version finale de «A highly selective electrochemical DNA-based sensor that employs steric hindrance effects to detect proteins directly in whole blood» dans la publication Journal of the American Chemical Society du 24 septembre 2015. (DOI:10.1021/jacs.5b04942)

Image

Le professeur Alexis Vallée-Bélisle de l'Université de Montréal et ses collègues ont conçu un détecteur portatif peu coûteux qui rend possible la détection de plusieurs cibles moléculaires permettant d'établir un diagnostic médical en moins de 10 minutes. Le principe de détection est simple : la cible moléculaire pertinente aux fins de diagnostic (structures vertes ou rouges), si présente, se lie à la séquence d'ADN électro-active (brin vert) et restreint la capacité de celle-ci à s'hybrider à sa séquence complémentaire située sur la surface d'une électrode en or. La réduction du signal électrochimique qui en découle peut être facilement mesurée à l'aide d'appareils peu coûteux semblables aux lecteurs de glycémie utilisés à la maison. Grâce à ce détecteur, les chercheurs ont été en mesure de détecter plusieurs protéines, de manière simultanée, directement dans le sang entier en moins de 10 minutes.

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: Université de Montréal