(Phys.org) — La détection extrêmement précoce des cancers et d'autres maladies est à l'horizon avec un nanodispositif supersensible en cours de développement à l'Université de l'Alabama à Huntsville (UAH) en collaboration avec la Joint School of Nanoscience and Nanoengineering (JSNN) à Greensboro, NC.

L'appareil est prêt à être emballé dans une unité de la taille d'une boîte à lunch qui peut finalement utiliser une application de téléphone portable pour fournir les résultats des tests.

"Nous soumettons des demandes de subvention avec notre collaborateur le Dr Jianjun Wei, professeur agrégé au JSNN, aux National Institutes of Health pour financer nos futurs travaux d'intégration, " dit le Dr Yongbin Lin, un chercheur scientifique au Nano and Micro Devices Center de l'UAH qui travaille sur le nanodispositif au cœur de l'unité de diagnostic depuis environ cinq ans. "À l'avenir, nous allons faire une intégration du système avec tout à l'intérieur d'une boîte. Si nous obtenons un soutien financier, Je pense que d'ici trois à cinq ans, cela pourrait être réalisé."

La sensibilité de l'équipement est prometteuse pour détecter le cancer à un stade très précoce, même s'il est au niveau du petit groupe de cellules, dit le Dr Lin. « A ce stade, c'est plus facile à traiter."

L'un de ces tests détecte des niveaux infimes d'interleukine-6 ​​(IL-6) dans le sang. L'IL-6 est sécrétée par les cellules T et les macrophages du corps pour stimuler les réponses inflammatoires et immunitaires.

« Si vous avez un cancer, alors votre niveau de base d'IL-6 augmentera, " Dit le Dr Lin. " Beaucoup de cancers ont des liens avec l'IL-6. " Une IL-6 élevée pourrait également signaler une inflammation indiquant la présence d'autres conditions. Les scientifiques développent également des tests pour l'antigène spécifique de la prostate, un indicateur de cancer de la prostate, mais l'appareil pourrait être calibré pour tester n'importe quel biomarqueur d'antigène protéique.

Une fois emballé, l'appareil portable sera idéal pour une utilisation au point de service, Le Dr Lin dit, fournissant des résultats rapides sans avoir besoin d'un laboratoire d'essai.

"Nous n'avons pas à envoyer votre échantillon de sang nulle part. Nous apportons simplement ceci à votre chevet."

Ce serait surtout une aubaine pour les pays qui ont des installations médicales et des budgets limités, il dit, où l'équipement de test pourrait être précieux dans la lutte contre les épidémies comme le virus Ebola en Afrique de l'Ouest.

« Cela pourrait fonctionner dans cette situation, ", dit le Dr Lin. "Nous aurions juste à trouver un antigène spécifique pour ce virus."

Une nanosonde de 125 microns de diamètre avec des nanodots d'or sur un noyau de fibre de 4 microns est au cœur de la machine.

Chaque nanodot d'or ressemble à un disque et mesure 160 nanomètres de diamètre, dit le Dr Lin. C'est trop petit pour que l'œil humain puisse le voir - en fait, la nanosonde doit être assemblée à l'aide d'un microscope électronique. La sonde est recouverte d'un lien biochimique de sorte que des anticorps spécifiques pour le test particulier s'y attachent.

"Nous utilisons chaque anticorps car il a la capacité de se lier à ses antigènes spécifiques. Une fois que l'anticorps s'y lie, nous pouvons tester la quantité d'antigènes présents, " dit le Dr Lin. Ce test est basé sur la réfraction de la lumière des antigènes liés aux anticorps sur la nanosonde.

"Les propriétés des nanoparticules vous donneront un décalage de résonance lors d'une réaction de liaison biologique, ", explique le Dr Lin. Le brin de fibre optique sur lequel les capteurs sont attachés dirige les ondes lumineuses résultantes vers un spectromètre et un ordinateur détermine le résultat du test.

"C'est une médecine personnalisée mais c'est aussi une forme de médecine préventive, " dit Taylor Bono, un senior UAH de Madison qui poursuit une carrière médicale et a aidé à la recherche.

Jusqu'à ce que les travaux de conditionnement et d'intégration soient financés, l'équipement de test se trouve au coin d'un établi dans un laboratoire du bâtiment optique de l'UAH. Les premiers tests impliquaient d'identifier des profils d'ADN avant que la recherche ne se transforme en antigènes.

Bono a effectué certains des premiers travaux de test de sensibilité avec Molly Sanders, senior UAH de Huntsville, qui est étudiante de premier cycle et travaille simultanément sur sa maîtrise en biologie dans le cadre du programme conjoint de maîtrise de premier cycle (JUMP) de l'UAH.

"Même si je ne connaissais pas la physique, Je pourrais aider avec le côté biologique de celui-ci. Je n'aurais jamais rien su à ce sujet si je n'avais pas eu cette opportunité, " dit Sanders. Les deux ont travaillé ensemble en 2013 avec des solutions Prostate Specific Antigen pour déterminer la sensibilité de l'appareil. Sanders est l'auteur principal et Bono un auteur d'un article sur cette recherche.

« L'aspect le plus important de l'appareil sur le plan médical est qu'il peut détecter des traces de biomarqueurs du cancer dans le sang, ", dit Sanders.

Le travail de laboratoire est maintenant sous la responsabilité de la junior UAH Savannah Kaye du Liban, Penn. "Je teste la pointe de la nanosonde dans deux solutions différentes pour voir si les anticorps vont s'y coller, " elle dit.

Vice-président associé de l'UAH pour la recherche, Dr Robert Lindquist, l'ancien directeur du Centre d'optique appliquée, a été l'un des premiers contributeurs à la recherche, dit le Dr Lin. « Il est un fervent partisan de ce projet.