Présentation du lecteur électrochimique Robotic APtamer (RAPTER). une conception RAPTER. RAPTER se compose d'un potentiostat, interface d'ordinateur portable, robot de manipulation de liquides open source et plate-forme de détection de plaques à 96 puits. La quantification du niveau de LH est obtenue en analysant les changements cinétiques de transfert d'électrons (interrogés par voltampérométrie à ondes carrées (SWV)) lors de la liaison de LH sous un système d'électrodes à trois microfils maintenu dans un support imprimé en 3D. b Une série d'échantillons peut être chargée sur la plateforme 96 puits, et le processus de mesure peut être automatisé par le robot programmable de manipulation de liquide. Des échantillons de sérum collectés à partir de prélèvements sanguins fréquents analysés par le test immunochimique (test d'anticorps) ont été utilisés comme comparaison avec les performances du test RAPTER dans la mesure de la concentration de LH dans des échantillons cliniques humains. c Les données temporelles (concentrations de LH à des intervalles de 10 minutes sur 8 h) peuvent être analysées plus avant par BSA pour identifier les intervalles de pouls (et leur probabilité) et pour classer les patients. Les données source sont fournies sous forme de fichier de données source. Crédit: Communication Nature (2019). DOI :10.1038/s41467-019-08799-6
La technologie, développé par des chercheurs de l'Imperial College de Londres et de l'Université de Hong Kong, peut être utilisé pour mesurer les hormones qui affectent la fertilité, le développement sexuel et la menstruation plus rapidement et à moindre coût que les méthodes actuelles.
L'oeuvre, Publié dans Communication Nature , a eu lieu au Département de chimie de l'Imperial College de Londres et à la School of Biomedical Sciences de l'Université de Hong Kong. Il a été testé sur des patients de l'hôpital Hammersmith, fait partie de l'Imperial College Healthcare NHS Trust.
Un tiers des femmes en Angleterre souffrent de graves problèmes de santé reproductive tels que l'infertilité et la ménopause précoce. Les médecins diagnostiquent généralement ces conditions en effectuant un test sanguin pour mesurer la quantité d'hormone lutéinisante (LH) dans l'échantillon. Les tests sanguins actuels ne peuvent pas facilement mesurer l'augmentation et la diminution des taux de LH, ce qui est vital pour une fertilité normale, ce que l'on appelle les modèles de pouls de LH qui sont liés à des troubles de la reproduction. Il n'est actuellement pas possible de mesurer les modèles de pouls de LH dans un cadre clinique, car les médecins doivent prélever un échantillon de sang sur les patients toutes les 10 minutes pendant au moins huit heures. En outre, l'analyse de ces échantillons prend du temps car le sang doit être envoyé à un laboratoire et les tests sont coûteux.
Les chercheurs à l'origine de l'essai ont utilisé un nouveau biocapteur lié à un système robotique, qu'ils appellent Robotic APtamer-enabled Electrochemical Reader (RAPTER). Il a le potentiel de transformer les soins cliniques des patients souffrant de troubles de la reproduction en surveillant les schémas hormonaux des patients en temps réel. Dans l'étude, le prototype du dispositif RAPTER a été utilisé pour mesurer la LH dans le sang des patients toutes les dix minutes pour obtenir un résultat immédiat.
L'équipe pense que cela pourrait ouvrir la voie à une médecine plus personnalisée. Ils espèrent que la technologie pourra être développée pour donner aux cliniciens une image plus claire de la pulsatilité de la LH et suggérer des traitements plus efficaces en fonction des besoins d'un individu.
Professeur Waljit Dhillo, l'un des auteurs principaux et professeur de recherche NIHR en endocrinologie et métabolisme à l'Imperial College de Londres, mentionné:
« Les problèmes de santé génésique sont courants chez les femmes au Royaume-Uni et dans le monde. Le diagnostic de certaines de ces affections peut être long, ce qui entraîne des retards de traitement. Les problèmes de santé génésique peuvent également avoir un impact sur le bien-être mental et physique des femmes. de nouvelles et meilleures façons de diagnostiquer ces conditions plus rapidement. Notre technologie sera en mesure de donner aux cliniciens un diagnostic plus rapide et plus précis de la pulsatilité hormonale qui affecte la santé reproductive, ce qui pourrait conduire à des traitements meilleurs et plus ciblés pour les femmes."
Dans l'étude, qui a eu lieu entre 2015 et 2019, les chercheurs ont utilisé le RAPTER pour mesurer les modèles de pouls de LH à partir de 441 échantillons de sang de femmes qui avaient une fonction de reproduction normale, étaient ménopausées, ou avez eu une aménorrhée hypothalamique, une condition où la période d'une femme s'arrête. L'appareil à grande échelle a alors donné une lecture immédiate.
En collaboration avec des chercheurs des universités de Bristol et d'Exeter, l'équipe a ensuite utilisé une méthode mathématique appelée analyse du spectre bayésien (BSA) pour donner un score global des niveaux d'impulsion de LH. Les résultats ont été comparés aux tests actuels pour mesurer les niveaux de LH.
La plate-forme RAPTER a été en mesure de détecter des changements dans les schémas d'impulsion de LH chez les patients présentant des troubles de la reproduction. Il a également été en mesure de distinguer pour la première fois différentes cohortes de patients grâce à cette nouvelle technologie. Par exemple, les femmes ménopausées ont des taux de LH élevés par rapport aux femmes fertiles en bonne santé avec des taux de LH normaux, ou les femmes souffrant d'aménorrhée hypothalamique qui ont de faibles taux de LH. Contrairement aux méthodes actuelles, le test est peu coûteux et peut fournir des résultats instantanément.
L'équipe travaillera maintenant à affiner la technologie pour créer un capteur plus petit similaire à un appareil de surveillance du glucose qui peut être utilisé pour suivre en continu les changements des niveaux de LH des patients en clinique ou à distance et pourrait être disponible dans les trois à cinq prochaines années.
Professeur Tony Cass, un auteur principal de l'étude du département de chimie de l'Imperial College de Londres, mentionné:
« Nous avons développé une technologie capable de mesurer la pulsatilité de la LH chez les patients plus rapidement et à moindre coût que les méthodes actuelles. Nous allons maintenant travailler à rendre la technologie plus accessible pour la clinique en réduisant la taille de l'appareil, qui pourrait révolutionner les soins cliniques des patients souffrant de troubles de la reproduction ou autres.
Dr Julian Tanner, un auteur principal de l'étude de la Faculté de médecine LKS de l'Université de Hong Kong, a ajouté que la technologie pourrait également être développée pour surveiller d'autres hormones telles que le cortisol. Il a ajouté :« La méthodologie de détection que nous avons développée pour la détection de la LH est largement applicable pour la surveillance en temps réel de toutes sortes de biomolécules liées à la santé et au bien-être. avec des recherches plus poussées, cette technologie pourrait être adaptée aux capteurs implantés qui pourraient transformer la surveillance de la santé dans toutes sortes de contextes. »