Avec cette méthode, Sarah E. Du, Doctorat., auteur principal et professeur adjoint au département de génie océanique et mécanique de la FAU, et co-auteurs du Collège d'ingénierie et d'informatique de la FAU et de l'Université de Miami, ont pu caractériser le taux de falciformation cellulaire et le pourcentage de cellules falciformes, qui sont d'importants facteurs contribuant à un flux sanguin anormal et à une vaso-occlusion des drépanocytoses. La vaso-occlusion provoque une douleur aiguë chez les patients en raison de formes altérées de l'hémoglobine.

« La combinaison de la mesure de l'impédance électrique et du contrôle de l'hypoxie sur puce fournit une méthode prometteuse pour l'évaluation rapide des processus dynamiques de la drépanocytose et de la drépanocytose chez les patients atteints de drépanocytose, " dit Du. " De plus, la mesure d'impédance électrique est naturellement quantitative, temps réel, et offre une commodité en contact direct ou indirect avec les échantillons d'intérêt, permettant des intégrations à la plate-forme de microfluidique et à la microscopie optique."

Les résultats de l'étude montrent que l'imagerie microscopique simultanée des changements morphologiques dans la cellule a démontré la fiabilité et la répétabilité des mesures basées sur l'impédance électrique des processus de falciformation et de déliaison cellulaire.

Dans l'étude, les chercheurs ont également établi les corrélations entre les mesures in vitro et les paramètres hématologiques des patients, tels que les taux d'hémoglobine falciforme (HbS) et d'hémoglobine fœtale (HbF). Ces résultats montrent une pertinence clinique potentielle car il sert de preuve de concept d'impédance électrique en tant que produit sans étiquette, marqueur biophysique des événements de falciformation cellulaire ainsi qu'un outil sensible pour sonder les processus cellulaires et subcellulaires dynamiques au-delà de la microscopie optique. Le capteur d'impédance électrique développé peut potentiellement être utilisé pour évaluer le risque de vaso-occlusion, gravité de la maladie, et le traitement thérapeutique de la drépanocytose.

« Alors que nous faisons progresser notre technologie, nous espérons fournir aux patients atteints de drépanocytose un ordinateur portable, capteur autonome qui leur permettra d'auto-contrôler facilement les paramètres hématologiques de leur maladie et d'évaluer leur risque de vaso-occlusion, " dit Du.

Aux Etats-Unis, La drépanocytose affecte de manière disproportionnée les Afro-Américains ainsi que les Hispaniques et ceux d'origine moyen-orientale. Environ 2 millions d'Américains sont porteurs de cette mutation génétique, qui touche environ 100, 000 personnes aux États-Unis. Les problèmes les plus courants et les plus graves causés par la drépanocytose sont l'anémie, douleur et défaillance d'organes, et les accidents vasculaires cérébraux touchent environ 10 enfants sur 100 atteints de cette maladie. Actuellement, l'espérance de vie des patients drépanocytaires peut atteindre 50 ans, une amélioration spectaculaire depuis 1973, alors que la durée de vie moyenne de la maladie n'était que de 14 ans.

"Les patients atteints de drépanocytose rencontrent un certain nombre de défis en essayant de gérer leur état. L'incapacité de surveiller leur maladie en temps réel est particulièrement problématique pour les patients ainsi que pour les cliniciens, " dit Stella Batalama, Doctorat., doyen du Collège d'ingénierie et d'informatique de la FAU. "Les recherches de pointe du professeur Du ont le potentiel de fournir aux patients atteints de drépanocytose dans le monde entier la même commodité et la même fiabilité de surveillance de leur maladie que les patients diabétiques qui utilisent des glucomètres."