Des caillots sanguins potentiellement mortels peuvent se former chez toute personne assise dans un avion pendant une longue période, est confiné au lit pendant sa convalescence après une intervention chirurgicale, ou prend certains médicaments.

Il n'y a pas de moyen rapide et facile de diagnostiquer ces caillots, qui restent souvent non détectés jusqu'à ce qu'ils se libèrent et provoquent un accident vasculaire cérébral ou une crise cardiaque. Cependant, la nouvelle technologie du MIT pourrait bientôt changer cela :une équipe d'ingénieurs a mis au point un moyen de détecter les caillots sanguins à l'aide d'un simple test d'urine.

Le diagnostic non invasif, décrit dans un numéro récent de la revue ACS Nano , repose sur des nanoparticules qui détectent la présence de thrombine, un facteur clé de la coagulation sanguine.

Un tel système pourrait être utilisé pour surveiller les patients à haut risque de caillots sanguins, dit Sangeeta Bhatia, auteur principal de l'article et professeur de biochimie John et Dorothy Wilson.

"Certains patients sont plus à risque de coagulation, mais les tests sanguins existants ne sont pas toujours en mesure de détecter la formation de nouveaux caillots, " dit Bhatia, qui est également membre associé principal du Broad Institute et membre du Koch Institute for Integrative Cancer Research et de l'Institute for Medical Engineering and Science (IMES) du MIT.

Les principaux auteurs de l'article sont Kevin Lin, un étudiant diplômé en génie chimique, et Gabriel Kwong, un post-doctorat à l'IMES. Les autres auteurs sont Andrew Warren, un étudiant diplômé en sciences et technologies de la santé (HST), et l'ancien postdoctorant HST David Wood.

Détection de thrombine

La coagulation du sang est produite par une cascade complexe d'interactions protéiques, aboutissant à la formation de fibrine, une protéine fibreuse qui scelle les plaies. La dernière étape de ce processus, la conversion du fibrinogène en fibrine, est contrôlée par une enzyme appelée thrombine.

Les tests actuels de coagulation sanguine sont très indirects, dit Bhatia. Une, connu sous le nom de test des D-dimères, recherche la présence de sous-produits de la fibrine, qui indique qu'un caillot est en train de se décomposer, mais ne détectera pas sa formation initiale.

Bhatia et ses collègues ont développé leur nouveau test basé sur une technologie qu'ils ont signalée pour la première fois l'année dernière pour la détection précoce du cancer colorectal. "Nous avons réalisé que la même technologie exacte fonctionnerait pour les caillots sanguins, " dit-elle. " Nous avons donc fait le test que nous avions développé auparavant, qui est une nanoparticule injectable, et en a fait un capteur de thrombine."

Le système est constitué de nanoparticules d'oxyde de fer, que la Food and Drug Administration a approuvé pour un usage humain, recouvert de peptides (protéines courtes) qui sont spécialisés pour interagir avec la thrombine. Après avoir été injecté à des souris, les nanoparticules voyagent dans tout le corps. Lorsque les particules rencontrent la thrombine, la thrombine clive les peptides à un endroit précis, libérant des fragments qui sont ensuite excrétés dans l'urine des animaux.

Une fois l'urine recueillie, les fragments de protéine peuvent être identifiés en traitant l'échantillon avec des anticorps spécifiques aux marqueurs peptidiques inclus dans les fragments. Les chercheurs ont montré que la quantité de ces balises trouvées dans l'urine est directement proportionnelle au niveau de coagulation du sang dans les poumons des souris.

Dans la version précédente du système, signalé en décembre dernier dans Biotechnologie naturelle , les chercheurs ont utilisé la spectrométrie de masse pour distinguer les fragments par leur masse. Cependant, tester des échantillons avec des anticorps est beaucoup plus simple et moins cher, disent les chercheurs.

Dépistage rapide

Bhatia dit qu'elle envisage deux applications possibles pour ce genre de test. L'une consiste à dépister les patients qui se présentent aux urgences en se plaignant de symptômes pouvant indiquer un caillot sanguin, permettant aux médecins de trier rapidement ces patients et de déterminer si des tests supplémentaires sont nécessaires.

"Pour le moment, ils ne savent tout simplement pas comment définir efficacement sur qui faire le bilan plus approfondi. C'est l'une de ces choses que vous ne pouvez pas vous permettre de manquer, afin que les patients puissent obtenir un bilan inutilement coûteux, " dit Bhatia.

Une autre application consiste à surveiller les patients à haut risque de caillot, par exemple, les personnes qui doivent passer beaucoup de temps au lit pour se remettre d'une opération. Bhatia travaille sur un test de bandelette urinaire, semblable à un test de grossesse, que les médecins pourraient donner aux patients lorsqu'ils rentrent chez eux après la chirurgie.

« Si un patient présente un risque de thrombose, vous pouvez les envoyer à la maison avec un paquet de 10 de ces bâtons et dire, Faites pipi dessus tous les deux jours et appelez-moi si ça devient bleu, '" elle dit.

La technologie pourrait également être utile pour prédire la récurrence des caillots, dit Henri Spronk, professeur assistant de biochimie à l'Université de Maastricht aux Pays-Bas.

"Des niveaux élevés de marqueurs d'activation ont été liés à la thrombose récurrente, mais ils n'ont pas une bonne sensibilité ou spécificité. Grâce à l'application des nanoparticules, s'il s'avère bien toléré et non toxique, des altérations des faibles niveaux normaux de génération physiologique de thrombine pourraient être facilement détectées, " dit Spronk, qui ne faisait pas partie de l'équipe de recherche.

Bhatia envisage de lancer une entreprise pour commercialiser la technologie, avec le financement du Deshpande Center for Technological Innovation du MIT. D'autres applications pour le système de nanoparticules pourraient inclure la surveillance et le diagnostic du cancer. Il pourrait également être adapté pour suivre le foie, pulmonaire, et la fibrose rénale, dit Bhatia.

L'article s'intitule "Les nanoparticules qui détectent l'activité de la thrombine en tant que biomarqueurs urinaires synthétiques de la thrombose".

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.