Dites que vous avez reçu un diagnostic de cancer de la prostate, la deuxième cause de décès par cancer chez les hommes. Vous optez pour la chirurgie pour enlever votre prostate. Trois mois plus tard, un test de l'antigène de surface de la prostate (PSA) ne montre aucune cellule de la prostate dans votre corps. Tout le monde se réjouit.

Jusqu'à 18 mois plus tard, quand un autre test PSA révèle que maintenant les cellules de la prostate ont réapparu. Que s'est-il passé?

Le premier test PSA a donné ce qu'on appelle un résultat faussement négatif. Il n'a pas détecté la poignée de cellules qui sont restées après la chirurgie et se sont ensuite multipliées. Aujourd'hui, un chimiste de la Michigan Technological University a fait une découverte qui pourrait, entre autres, réduire le nombre de faux négatifs dans les tests PSA.

Xiaohu Xia et son équipe, y compris des chercheurs de la Louisiana State University et de l'Université du Texas à Dallas, ont développé un nouveau catalyseur qui pourrait rendre les tests de laboratoire comme le PSA beaucoup plus sensibles. Et cela peut même accélérer les réactions qui neutralisent les produits chimiques industriels toxiques avant qu'ils ne pénètrent dans les lacs et les cours d'eau.

Un article sur la recherche, "Pd-Ir Core-Shell Nanocubes :un type d'imitateur de peroxydase hautement efficace et polyvalent, " a été publié en ligne le 3 septembre dans ACS Nano . En plus de Xia, les coauteurs sont des étudiants diplômés Jingtuo Zhang, Jiabin Liu et Haihang Ye et Erin McKenzie de premier cycle de Michigan Tech; Moon J. Kim et Ning Lu de l'Université du Texas à Dallas; et Ye Xu et Kushal Ghale de la Louisiana State University. L'équipe LSU a effectué des calculs théoriques, et l'équipe de l'UT Dallas a fourni des images de microscopie électronique à haute résolution.

Imiter la peroxydase

Leur nouveau catalyseur imite l'action de produits biochimiques similaires trouvés dans la nature, appelées peroxydases. « Chez les animaux et les plantes, ces peroxydases sont importantes - par exemple, ils se débarrassent du peroxyde d'hydrogène, qui est nocif pour l'organisme, " dit Xia, professeur adjoint de chimie à Michigan Tech. En médecine, les peroxydases sont devenues des outils puissants pour accélérer les réactions chimiques dans les tests de diagnostic; une peroxydase trouvée dans la racine de raifort est couramment utilisée dans le test PSA standard.

Cependant, ces peroxydases naturelles présentent des inconvénients. Ils peuvent être difficiles à extraire et à purifier. "Et, ils sont faits de protéines, ce qui n'est pas très stable, " expliqua Xia. " A des températures élevées, ils cuisinent, comme la viande."

"De plus, leur efficacité est juste, " a-t-il ajouté. " Nous voulions développer une peroxydase mimique qui soit sensiblement plus efficace que la peroxydase naturelle, ce qui conduirait à un test PSA plus sensible."

Test PSA cent fois plus sensible

Leur nouveau catalyseur, fabriqué à partir de cubes nanométriques de palladium recouverts de quelques couches d'atomes d'iridium, fait juste cela. Les tests PSA menés par l'équipe de Xia à l'aide du catalyseur palladium-iridium étaient 110 fois plus sensibles que les tests réalisés avec la peroxydase conventionnelle.

"Après l'opération, il est vital de détecter une infime quantité d'antigène prostatique, car sinon vous pouvez obtenir un faux négatif et peut-être retarder le traitement du cancer, ", a déclaré Xia. "Notre objectif ultime est d'affiner davantage notre système pour une utilisation dans les laboratoires de diagnostic clinique."

Xia espère que son imitation de la peroxydase sauvera un jour des vies grâce à une détection plus précoce du cancer et d'autres maladies. Il envisage également d'explorer d'autres applications, y compris comment elle se compare à la peroxydase de raifort dans d'autres réactions catalytiques :décomposer les déchets industriels toxiques comme les phénols en substances inoffensives.

Finalement, l'équipe veut mieux comprendre pourquoi son catalyseur palladium-iridium fonctionne si bien. "Nous savons que le revêtement d'iridium est la clé, " dit Xia. " Nous pensons que cela rend la surface collante, donc les réactifs chimiques s'y attachent mieux."