Les nanoparticules d'or à la surface de cette languette réceptrice modifient la couleur de la lumière détectée par l'instrument. La couleur capturée reflète parfaitement la concentration exacte du médicament dans l'échantillon de sang. Crédit :Université de Montréal
En moins d'une minute, un appareil miniature développé à l'Université de Montréal peut mesurer le sang d'un patient pour le méthotrexate, un médicament anticancéreux couramment utilisé mais potentiellement toxique. Tout aussi précis et dix fois moins cher que les équipements actuellement utilisés dans les hôpitaux, ce dispositif nanométrique dispose d'un système optique qui permet de mesurer rapidement la dose optimale de méthotrexate dont un patient a besoin, tout en minimisant les effets indésirables du médicament. La recherche a été dirigée par Jean-François Masson et Joelle Pelletier du département de chimie de l'université.
Le méthotrexate est utilisé depuis de nombreuses années pour traiter certains cancers, entre autres maladies, en raison de sa capacité à bloquer l'enzyme dihydrofolate réductase (DHFR). Cette enzyme est active dans la synthèse des précurseurs de l'ADN et favorise ainsi la prolifération des cellules cancéreuses. « Bien qu'efficace, le méthotrexate est également très toxique et peut endommager les cellules saines des patients, d'où l'importance de surveiller étroitement la concentration du médicament dans le sérum des individus traités pour ajuster la posologie, " expliqua Masson.
Jusqu'à maintenant, la surveillance a été effectuée dans les hôpitaux avec un appareil utilisant des tests biologiques fluorescents pour mesurer la polarisation de la lumière produite par un échantillon de médicament. « Le fonctionnement du dispositif actuel repose sur une lourdeur, plate-forme coûteuse qui nécessite du personnel expérimenté en raison des nombreux échantillons à manipuler, ", a déclaré Masson.
Il y a six ans, Joëlle Pelletier, spécialiste de l'enzyme DHFR, et Jean-François Masson, un expert en conception d'instruments biomédicaux, ont étudié comment simplifier la mesure de la concentration de méthotrexate chez les patients.
Les nanoparticules d'or à la surface du réceptacle changent la couleur de la lumière détectée par l'instrument. La couleur détectée reflète la concentration exacte du médicament dans l'échantillon de sang. Au cours de leurs recherches, ils ont développé et fabriqué un appareil miniaturisé qui fonctionne par résonance plasmonique de surface. Grossièrement, il mesure la concentration de méthotrexate sérique (ou sanguin) à travers des nanoparticules d'or à la surface d'un récipient. En "concurrence" avec le méthotrexate pour bloquer l'enzyme, les nanoparticules d'or changent la couleur de la lumière détectée par l'instrument. Et la couleur de la lumière détectée reflète la concentration exacte du médicament dans l'échantillon de sang.
Etant pourtant 10 fois moins cher que les équipements hospitaliers actuels, ce petit appareil contient un système optique qui lui permet d'identifier rapidement la dose de méthotrexate dont un cancer a besoin, minimiser les effets secondaires indésirables des médicaments. Crédit :Université de Montréal
La précision des mesures prises par le nouvel appareil a été comparée à celles produites par les équipements utilisés à l'Hôpital Maisonneuve-Rosemont de Montréal. « Les tests ont été concluants :non seulement les mesures étaient aussi précises, mais notre appareil a mis moins de 60 secondes pour produire des résultats, contre 30 minutes pour les appareils actuels, " dit Masson. D'ailleurs, les tests comparatifs ont été effectués par des techniciens de laboratoire qui n'avaient pas l'expérience de la résonance plasmonique de surface et n'ont pas rencontré de difficultés majeures pour faire fonctionner le nouvel équipement ou obtenir les mêmes résultats concluants que Masson et son équipe de recherche.
En plus de produire des résultats en temps réel, l'appareil conçu par Masson est petit et portable et nécessite peu de manipulation d'échantillons. "Dans le futur proche, on peut prévoir l'appareil dans les cabinets médicaux ou même au chevet du patient, où les patients recevraient des doses individualisées et optimales tout en minimisant le risque de complications, " dit Masson. Autre avantage, et considérable :« Alors que les équipements traditionnels nécessitent un investissement d'environ 100 $, 000, le nouvel appareil mobile coûterait probablement dix fois moins, environ 10 $, 000."
