Nano-test sensible pour les crises cardiaques, la maladie d'Alzheimer

Un détecteur ultrasensible d'ADN et de protéines, qui devrait être largement disponible plus tard cette année, pourrait sauver des vies en détectant tôt les maladies génétiques et infectieuses, avant qu'elles ne deviennent mortelles ou ne se propagent. Son coût relativement bas et sa simplicité feront des tests de diagnostic qui ne peuvent aujourd'hui être effectués que dans des laboratoires spécialisés disponibles dans les hôpitaux locaux. De plus, parce qu'il est extrêmement sensible, il pourrait détecter des signes de maladie invisibles aux outils actuels.

Le détecteur d'ADN et de protéines de Nanosphere pourrait rendre les tests de maladies génétiques et d'agents pathogènes spécifiques, y compris les agents bioterroristes, aussi courants que les tests sanguins courants. (Photo et diapositives avec l'aimable autorisation de Nanosphere, Northbrook, IL.)

L'appareil, qui a été développé par Nanosphère , Northbrook, IL, basé sur des recherches menées par Tchad Mirkin , professeur de chimie à la Northwestern University, est déjà utilisé dans plusieurs laboratoires de recherche et attend l'approbation de la Food and Drug Administration avant d'être utilisé de manière générale.

[ Cliquez ici pour des illustrations du processus utilisé par le détecteur de protéines et d'ADN Nanosphère.]

Dans sa première application, le détecteur à base de nanoparticules d'or indiquera aux médecins si les patients ont un trait génétique qui les rend susceptibles de développer des caillots sanguins pendant la chirurgie, aidant ainsi les médecins à prévenir les accidents vasculaires cérébraux. Peu de temps après, en attendant les résultats des essais cliniques en cours, il pourrait diagnostiquer une maladie cardiaque auparavant non détectée et aider les chercheurs à diagnostiquer et à développer des traitements pour la maladie d'Alzheimer en détectant des niveaux de protéines révélatrices dans le sang à des concentrations indétectables par toute autre technologie, a déclaré Bill Moffitt, PDG de la nanosphère.

Chaque année, 100 000 patients se plaignant de symptômes similaires à une crise cardiaque sont renvoyés chez eux sans traitement car les méthodes actuelles ne permettent pas de diagnostiquer certaines crises cardiaques, explique Moffitt. Parmi ces personnes, 20 pour cent meurent dans un délai d'un mois, dit-il. Et les autres ont un risque beaucoup plus grand de mourir d'une crise cardiaque dans l'année à venir. Moffitt dit qu'en détectant des concentrations mille fois inférieures aux méthodes actuelles d'une protéine libérée dans le corps lors d'une crise cardiaque, la technologie Nanosphere peut aider les médecins à diagnostiquer et à traiter ces attaques.

Moffitt dit que la technologie a déjà été utilisée pour détecter dans un échantillon de sang une protéine que l'on pense être associée au stade précoce de la maladie d'Alzheimer dans le sang. Si ce marqueur s'avère être révélateur de la voie de la maladie d'Alzheimer, alors nous aurons développé un test sanguin simple pour la maladie d'Alzheimer, dit-il. Et, selon lui, ils devraient savoir d'une manière ou d'une autre d'ici deux ans.

Bien qu'il n'existe pas encore de traitement pour la maladie d'Alzheimer, un outil de diagnostic définitif pourrait être utilisé pour écarter la maladie chez les personnes présentant des symptômes de démence causés par d'autres facteurs. Peut-être plus important encore, une telle capacité de diagnostic permettrait de développer et de tester de nouveaux médicaments pour la maladie d'Alzheimer, dit Moffitt.

Pour détecter l'ADN, les chimistes enrobent les nanoparticules d'or de plusieurs brins d'ADN complémentaires à la séquence d'ADN cible. Une fois que ces nanoparticules se lient à l'ADN cible, elles sont capturées sur un microarray qui a également été décoré de brins d'ADN complémentaires. Lorsque la lumière traverse le réseau, elle est dispersée par les particules, créant un motif qui peut être capturé avec un capteur d'appareil photo numérique. En faisant varier l'emplacement et la densité de l'ADN sur la puce, les chercheurs peuvent déterminer la concentration de l'ADN dans un échantillon, ainsi que rechercher plusieurs marqueurs génétiques avec un seul test.

La détection des protéines nécessite une étape supplémentaire, car les brins d'ADN ne s'attacheront pas spécifiquement aux protéines. Au lieu de l'ADN, les scientifiques de Nanosphere utilisent des anticorps pour capturer une protéine cible. Ils attachent ces anticorps à des billes magnétiques, qui extraient la protéine d'un échantillon de sang à l'aide d'un champ magnétique. Ils attachent également des anticorps aux nanoparticules d'or, ce qui fait que ces particules adhèrent à la protéine. Comme pour la méthode de détection d'ADN, ces particules d'or portent des brins d'ADN, mais ici, ces brins agissent non pas comme des liens avec la protéine cible, mais comme des marqueurs – des centaines d'entre eux pour chaque protéine. Cet ADN peut ensuite être facilement détecté par la même méthode de détection par microréseau.

Mirkin dit que la technologie Nanosphere est de plusieurs ordres de grandeur plus sensible que les autres techniques de détection, ainsi que rapide et précise. De plus, la technologie détecte directement l'ADN ou les protéines, ne nécessite pas de préparation coûteuse et longue d'échantillons de sang et peut tester plusieurs cibles à la fois. Cela changera complètement la façon dont le monde considère les diagnostics, dit-il. Je suis très confiant que nous allons voir beaucoup de nouveaux outils de diagnostic en sortir.

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