Le corps humain est une machine moléculaire extrêmement complexe, dont les détails peuvent être suivis à travers certaines substances; dits biomarqueurs. Malheureusement, il n'est pas encore possible de surveiller les biomarqueurs vivants chez les patients lorsque ceux-ci sont présents à des concentrations infimes. Des chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven ont maintenant développé une nouvelle technique qui peut devenir la solution simple et claire pour la surveillance en direct et ultra-sensible des biomarqueurs. Ils en font rapport dans Communication Nature .

Substances essentielles à l'organisme, comme les protéines et les hormones, sont présents dans le sang en concentrations pico- ou nanomolaires. Ce sont des concentrations comparables à 1 grain de sucre dissous dans une piscine de taille olympique - extrêmement faible, et difficile à mesurer. Dans le groupe Molecular Biosensing for Medical Diagnostics de l'Université de technologie d'Eindhoven, sous la direction du professeur Menno Prins, une technologie de détection a été développée qui permet la mesure ultra-sensible des concentrations de biomarqueurs au fil du temps.

La technique est basée sur le fait que de minuscules particules dans le liquide sont continuellement en mouvement brownien parce que les molécules d'eau entrent en collision avec elles. Les chercheurs ont lié les particules à travers un nanobrin à une plaque de verre, provoquant des mouvements de va-et-vient des particules. Le biomarqueur à mesurer se lie temporairement à des molécules adhésives spécifiques qui sont fixées à la fois aux particules et à la plaque. Lorsqu'une molécule biomarqueur s'attache à la fois à une particule ondulante et à la plaque, la particule s'attache soudainement, ce qui réduit considérablement sa mobilité jusqu'à ce que le biomarqueur soit à nouveau libéré.

La mobilité des particules, qui sont couplés au verre transparent, pourrait être facilement observé par les chercheurs avec la lumière. Ils ont donné à leur technologie le nom de BPM :Biomarker monitoring based on sensing of Particle Mobility. Chaque fois qu'une particule agitée bouge soudainement moins, et puis plus, une molécule biomarqueur a été observée. Le nombre de ces événements par minute révèle la concentration du biomarqueur dans le liquide avec un degré de sensibilité élevé.

La beauté de la technologie du capteur BPM est qu'elle a une précision numérique, et que les augmentations et les diminutions de la concentration de biomarqueurs au fil du temps peuvent être surveillées. La technique a maintenant été démontrée pour la surveillance des protéines et de l'ADN. La technologie est largement applicable, car des molécules d'adhésion appropriées sont disponibles pour presque tous les biomarqueurs.

Cette souplesse, combinée à la sensibilité et à la miniaturisation attendue de la technologie, signifie que Prins et ses collègues chercheurs ont de grandes attentes quant à l'avenir de leur technologie. « Nous prévoyons qu'une toute nouvelle classe de capteurs pour la surveillance des biomarqueurs en sortira, " dit le professeur, il crée donc une start-up qui développera des capteurs et des applications pratiques. L'une des possibilités est de connecter un capteur à un cathéter avec lequel les patients en salle d'opération ou en unité de soins intensifs peuvent être surveillés avec précision. En plus des applications médicales, Prins pense également qu'il existe des possibilités de surveillance des biomolécules dans les processus industriels et la purification de l'eau.