Des chercheurs s'inspirent des papillons pour révolutionner la détection du cancer

Un groupe de chercheurs de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign a développé une technologie de détection du cancer en s'inspirant du système visuel avancé des papillons. Cette nouvelle technologie, basée sur un capteur d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) capable de percevoir la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) ultraviolette (UV), a montré une précision de 99% dans la distinction entre les cellules cancéreuses et les cellules saines.


L'équipe s'est penchée sur le papillon Papilio xuthus, qui peut percevoir une gamme plus large de couleurs, y compris la lumière UV. En émulant le système visuel amélioré de ces papillons, les chercheurs ont conçu un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) d'imagerie utilisant des photodiodes empilées et des nanocristaux de pérovskite (PNC) pour imager différentes longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) dans la gamme UV.

Le capteur d'imagerie a démontré une efficacité de 99% dans la différenciation entre les cellules cancéreuses et les cellules normales en exploitant les signatures spectrales des marqueurs biomédicaux, tels que les acides aminés. Cette technologie offre des perspectives révolutionnaires en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...), où elle pourrait être utilisée pendant la chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les...) pour guider les chirurgiens dans l'élimination précise des tissus cancéreux.

La conception du capteur utilise une fine couche de PNC combinée à un réseau étagé de photodiodes en silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...). Les PNC sont des nanocristaux semi-conducteurs aux propriétés uniques, similaires aux points quantiques. En absorbant les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) UV, le capteur réémet de la lumière dans le spectre visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...), détectée par les photodiodes. Le traitement de ces signaux permet de cartographier et d'identifier les signatures UV des cellules, facilitant ainsi la distinction entre cellules cancéreuses et saines.

Outre son application révolutionnaire en médecine, cette nouvelle technologie d'imagerie offre des possibilités fascinantes dans d'autres domaines. Les chercheurs envisagent d'utiliser le capteur pour étudier les espèces capables de voir dans l'UV, ou même pour explorer l'environnement sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de...). En effet, bien que la lumière UV soit absorbée par l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), le capteur peut encore fournir des informations cruciales sur les animaux sous-marins utilisant la lumière UV.

En s'inspirant de la nature, ces chercheurs ont ouvert la voie à une révolution dans la détection du cancer. Leur capteur d'imagerie, inspiré par les papillons, offre une précision de 99% dans la différenciation entre les cellules cancéreuses et les cellules saines. Cette avancée prometteuse pourrait transformer la manière dont les chirurgiens abordent l'élimination des tumeurs malignes, réduisant ainsi les risques de récidive. De plus, les applications étendues de cette technologie dans d'autres domaines font de cette découverte un pas significatif vers un avenir plus lumineux et plus informatif.