Être capable de surveiller la concentration de médicament dans le sang d'un patient est un aspect important de tout traitement pharmaceutique. Cependant, cela nécessite des équipements et des installations qui font souvent défaut dans les soins de santé de terrain dans les pays en développement, mais inhibe également la qualité de vie des patients ailleurs. scientifiques de l'EPFL, au travers de leur startup LUCENTIX, ont maintenant développé un biocapteur lié à un anticorps qui peut suivre la concentration de médicament dans le sang en changeant sa couleur. Le biocapteur est intégré dans un système complet qui peut être utilisé sur le terrain ou par les patients à domicile. La science derrière elle est publiée dans Angewandte Chemie .

Le laboratoire de Kai Johnsson à l'EPFL est connu pour développer des biocapteurs, et la recherche a donné naissance à la startup LUCENTIX, qui a développé un biocapteur qui permet aux patients de mesurer facilement les concentrations de médicaments dans leur système sans avoir besoin de systèmes de laboratoire complexes.

Le biocapteur est une molécule composée de trois composants :Premièrement, une protéine qui peut se lier au médicament à surveiller. Seconde, l'enzyme productrice de lumière luciférase. Et troisièmement, une molécule de "marquage" appelée SNAP-tag, qui porte un ligand fluorescent que la protéine (le premier composant) reconnaît et se lie lorsqu'aucun médicament n'est présent. Cela provoque une réaction entre la luciférase et la molécule fluorescente appelée "transfert d'énergie de résonance bioluminescente" (BRET), qui produit une lumière rouge.

L'innovation récente, réalisé par le postdoc Lin Xue, implique le remplacement de la protéine de liaison du biocapteur par une partie d'un anticorps qui a été développé contre le médicament cible. Lorsque le biocapteur détecte et fixe le médicament dans le sang ou la salive du patient, l'anticorps "préfère" se lier à cela plutôt qu'au ligand fluorescent du SNAP-tag. Lorsque le ligand est déplacé, la réaction de BRET est progressivement perturbée, et émet maintenant une lumière bleue.

Les anticorps sont naturellement capables d'identifier et de lier des molécules étrangères, transformer notre système immunitaire contre les infections potentielles. En outre, générer des anticorps capables d'identifier spécifiquement de petites molécules comme les médicaments est une procédure de routine. Cela signifie que le système de surveillance peut être adapté à un nombre pratiquement illimité de molécules, tandis que les patients peuvent effectuer eux-mêmes la surveillance à domicile et recevoir des informations de qualité au niveau du laboratoire. Les méthodes de laboratoire actuelles pour ce faire sont complexes et coûteuses, et réduire la qualité de vie des patients qui doivent souvent être confinés à l'intérieur ou à proximité des hôpitaux.

Le remplacement de la protéine de liaison par un anticorps établit un pipeline général pour la génération de biocapteurs qui peuvent identifier une drogue synthétique dans l'échantillon de sang d'un patient. Comme preuve de principe, les scientifiques de l'EPFL ont testé avec succès les nouveaux biocapteurs contre trois médicaments - le méthotrexate, théophylline, et quinine - en laboratoire. La prochaine étape consistera à optimiser la sensibilité du biocapteur afin qu'il puisse détecter avec précision les concentrations nanomolaires ou même inférieures de médicaments/biomolécules dans les échantillons cliniques.