Les lentilles de contact intelligentes peuvent dépister et diagnostiquer le cancer

Ilustração lente de contacto inteligente para triagem do cancro

Les êtres humains ont des marqueurs biologiques qui peuvent révéler leur état de santé, ou son absence. À cette fin, les scientifiques de l’Institut Terasaki pour l’innovation biomédicale (TIBI) ont mis au point une lentille de contact capable de capturer et de détecter les exosomes, des vésicules de taille nanométrique trouvées dans les sécrétions corporelles qui ont le potentiel d’être des biomarqueurs diagnostiques du cancer.

Cette technologie pourrait rendre le dépistage des maladies et des conditions physiques plus simple et plus rapide. Fondamentalement, cela peut sauver des vies.

Illustration de lentilles de contact intelligentes pour le dépistage du cancer

Les larmes peuvent signaler un cancer

L’objectif est conçu avec des micro-caméras liées à des anticorps capables de capturer les exosomes présents dans les larmes. Cette lentille de contact à microchambre de signalisation conjuguée aux anticorps (ACSM-CL) peut être programmée pour la détection avec des anticorps spécifiques marqués avec des nanoparticules pour une visualisation sélective.

Cela signifie que la technologie employée pourrait être une plate-forme potentielle pour le pré-dépistage du cancer. Fondamentalement, il s’agirait d’un outil de diagnostic de soutien simple, rapide, sensible, rentable et non invasif.

Les exosomes sont formés dans la plupart des cellules et sécrétés dans de nombreux fluides corporels, tels que le plasma, la salive, l’urine et les larmes. Autrefois considérés comme le site de décharge des matériaux indésirables de leurs cellules d’origine, on sait maintenant que les exosomes peuvent transporter différentes biomolécules entre les cellules.

Il a également été démontré qu’il existe une multitude de protéines de surface sur les exosomes – certaines qui sont communes à tous les exosomes et d’autres qui sont augmentées en réponse au cancer, aux infections virales ou aux lésions. De plus, les exosomes dérivés de tumeurs peuvent fortement influencer la régulation, la progression et les métastases de la tumeur.

En raison de ces capacités, il y a eu beaucoup d’intérêt pour l’utilisation des exosomes pour le diagnostic du cancer et la prédiction du pronostic/traitement. Cependant, cela a été entravé par la complexité d’isoler des exosomes en quantité et pureté suffisantes à cette fin. Les méthodes actuelles impliquent des ultracentrifugeuses fastidieuses et chronophages et des gradients de densité qui prennent au moins dix heures à compléter.

D’autres difficultés se posent dans la détection d’exosomes isolés ; les méthodes couramment utilisées nécessitent un équipement coûteux et encombrant.

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Des lentilles de contact qui peuvent dépister des maladies

L’équipe TIBI a mis à profit son expertise dans la conception et la fabrication de biocapteurs pour lentilles de contact pour éliminer le besoin de ces méthodes d’isolement, en concevant leur ACSM-CL pour capturer les exosomes lacrymaux, une source d’exosomes optimale et plus propre que le sang, l’urine et la salive.

Ils ont également facilité et rationalisé la préparation de votre ACSM-CL grâce à l’utilisation d’approches alternatives. Lors de la fabrication des microcaméras pour leurs objectifs, l’équipe a utilisé une approche directe de découpe et de gravure au laser plutôt qu’un moulage conventionnel pour la rétention structurelle des caméras et des objectifs.

De plus, une méthode a été introduite qui modifie chimiquement les surfaces des microchambres pour les activer pour la liaison des anticorps. Cette méthode a été utilisée à la place des approches standard, où des matériaux métalliques ou nanocarbonés doivent être utilisés dans des environnements de salle blanche coûteux.

L’équipe a ensuite optimisé les procédures pour attacher un anticorps de capture aux microchambres ACSM-CL et un anticorps de détection différent (contrôle positif) aux nanoparticules d’or qui pourraient être visualisées par spectroscopie. Les deux anticorps sont spécifiques de deux marqueurs de surface différents présents sur tous les exosomes.

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Des résultats encourageants dans la lutte contre le cancer

Dans une expérience de validation initiale, ACSM-CL a été testé contre des exosomes sécrétés dans des surnageants (flottants) de dix lignées de tissus et de cellules cancéreuses différentes. La capacité à capturer et à détecter les exosomes a été validée par les changements spectroscopiques observés dans tous les échantillons de test par rapport aux témoins négatifs.

Des résultats similaires ont été obtenus lorsque l’ACSM-CL a été testé avec dix échantillons de larmes différents prélevés sur des volontaires.

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