L'hormone cortisol augmente et diminue naturellement tout au long de la journée et peut augmenter en réponse au stress, mais les méthodes actuelles de mesure des niveaux de cortisol nécessitent d'attendre plusieurs jours les résultats d'un laboratoire. Au moment où une personne apprend les résultats d'un test de cortisol - qui peut éclairer le traitement de certaines conditions médicales - il est probablement différent du moment où le test a été effectué.

Maintenant, un groupe dirigé par le scientifique des matériaux Alberto Salleo de l'Université de Stanford a créé un patch extensible qui, appliqué directement sur la peau, évacue la transpiration et évalue la quantité de cortisol produite par une personne. Un article sur le capteur portable a été publié le 20 juillet dans Avancées scientifiques .

« Nous sommes particulièrement intéressés par la détection de la sueur, car il offre une surveillance non invasive et continue de divers biomarqueurs pour une gamme de conditions physiologiques, " dit Onur Parlak, chercheur post-doctoral au laboratoire Salleo et auteur principal de l'article. "Cela offre une nouvelle approche pour la détection précoce de diverses maladies et l'évaluation des performances sportives."

Les tests cliniques qui mesurent le cortisol fournissent une mesure objective du stress émotionnel ou physique chez les sujets de recherche et peuvent aider les médecins à déterminer si la glande surrénale ou l'hypophyse d'un patient fonctionne correctement. Si la version prototype de l'appareil portable devient une réalité, cela pourrait permettre aux personnes présentant un déséquilibre de surveiller leurs propres niveaux à la maison.

Un test rapide comme celui-ci pourrait également révéler l'état émotionnel de jeunes enfants, même non verbaux, qui, autrement, pourraient ne pas être en mesure de communiquer qu'ils ressentent du stress.

Le défi du cortisol

Parlak est venu travailler avec Salleo, qui est professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux, l'intention de développer des technologies portables. En discutant du travail de Parlak lors d'une conférence, quelqu'un a suggéré à Salleo que ce serait formidable si un capteur pouvait mesurer le cortisol. Le cortisol présente un défi particulier pour les biocapteurs comme celui que Parlak développait, car ces capteurs détectent la charge positive ou négative d'une molécule et le cortisol n'a pas de charge.

Pour surmonter ce défi, Parlak a construit son extensible, capteur rectangulaire autour d'une membrane qui ne se lie spécifiquement qu'au cortisol. Collé à la peau, il aspire la sueur passivement par des trous au bas du patch. Les flaques de sueur dans un réservoir, qui est surmontée de la membrane sensible au cortisol. Des ions chargés comme le sodium ou le potassium, aussi trouvé dans la sueur, traversent la membrane à moins qu'ils ne soient bloqués par le cortisol. Ce sont ces ions chargés sauvegardés que le capteur détecte, pas le cortisol lui-même. En plus de tout cela, il y a une couche imperméable qui protège le patch de la contamination.

"Je suis toujours enthousiasmé par un appareil, mais le système de collecte de sueur qu'Onur a conçu est vraiment intelligent, " dit Salleo. " Sans aucune microfluidique active, il est capable de collecter suffisamment de sueur pour faire les mesures."

Tout ce dont un utilisateur a besoin pour voir les niveaux de cortisol est de transpirer (assez pour briller), appliquer le patch et le connecter à un appareil pour analyse, qui donne des résultats en quelques secondes. À l'avenir, les chercheurs espèrent que le capteur pourrait faire partie d'un système entièrement intégré.

Optimiser et diversifier

Parlak a d'abord montré que l'appareil mesurait jusqu'au test clinique de référence en laboratoire, puis lui a donné un test du monde réel. Il a enfilé ses chaussures de course et a recruté deux volontaires, qui ont tous couru pendant 20 minutes avec les patchs sur les bras. Dans les tests en laboratoire et dans le monde réel, les résultats étaient similaires à l'étalon-or.

Jusque là, le capteur semble fonctionner comme prévu. Mais les chercheurs veulent le rendre plus fiable et précis, et assurez-vous également qu'il est réutilisable. Le prototype semble fonctionner plusieurs fois tant qu'il n'est pas saturé de sueur. À l'avenir, ils peuvent essayer le capteur de cortisol sur la salive, ce qui éviterait aux patients d'avoir à transpirer.

Les chercheurs, en espérant profiter de leur conception généralisable, sont également en train de déterminer quel biomarqueur ils voudront peut-être étudier ensuite. Finalement, le but serait d'avoir un appareil qui mesure plusieurs biomarqueurs à la fois, ce qui donnerait une image plus claire et plus individualisée de ce qui se passe dans le corps d'une personne.