Une équipe de huit étudiants de l'EPFL a mis au point un biocapteur portable capable de mesurer la quantité de vancomycine dans le sang d'un patient, permettant aux médecins de mieux contrôler la posologie et de réduire les effets secondaires nocifs. Leur technologie, développée pour le prochain concours international SensUs, pourrait éventuellement être utilisée pour d'autres antibiotiques.

Aux Discovery Learning Labs (DLL) de l'EPFL – des installations pédagogiques conçues pour promouvoir la recherche interdisciplinaire – un nouveau dispositif révolutionnaire est en préparation. Huit étudiants en Master en micro-ingénierie, la bio-ingénierie et les sciences de la vie se sont associées (SenSwiss) pour développer un biocapteur portable en guise de participation au concours SensUs, qui se tient à l'Université de technologie d'Eindhoven aux Pays-Bas du 7 au 8 septembre 2018. Leur appareil peut fournir des mesures précises de la quantité de vancomycine, un antibiotique utilisé en dernier recours, dans le plasma sanguin d'un patient. Ces informations aideront les médecins à administrer exactement la quantité de médicament nécessaire et ainsi à réduire l'apparition d'effets secondaires nocifs. Par exemple, la vancomycine est connue pour causer des dommages aux reins et à l'audition.

"Nous avons commencé à travailler sur le biocapteur l'automne dernier en parallèle de nos cours, et cet été, j'y ai travaillé à temps plein. Pouvoir utiliser la DLL a beaucoup facilité nos recherches, puisqu'ils ont tout l'équipement dont nous avons besoin, " dit Alix Faillétaz, un étudiant à la maîtrise en bio-ingénierie. C'est la deuxième année consécutive que l'EPFL participe à SensUs, où son équipe affrontera des étudiants de 12 autres universités du monde entier. « Le concours a été lancé il y a trois ans. C'est vraiment exigeant et c'est un énorme défi pour les étudiants. Ils doivent surmonter une série de problèmes et apprendre à travailler ensemble, se faire confiance et déléguer les tâches en fonction des compétences spécifiques de chacun, " dit le professeur Philippe Renaud, qui entraîne l'équipe.

Mesures basées sur la polarisation

SensUs vise à encourager le développement de biocapteurs, cibler une application différente chaque année – même si l'objectif porte toujours sur la mesure d'un biomarqueur ayant un impact sur la santé publique. L'objectif est choisi par un panel d'experts dont fait partie le professeur Renaud. Les tests existants pour mesurer la vancomycine nécessitent beaucoup de temps, une quantité considérable de sang et une machine spéciale qui coûte des dizaines de milliers de francs suisses. Mais le biocapteur portable de l'équipe de l'EPFL peut prendre des mesures en moins de cinq minutes avec seulement quelques gouttes de sang, et les frais de moins de 5 ans, 000 francs. Leur appareil projette une lumière polarisée sur un échantillon contenant un mélange homogène de plasma sanguin du patient et une solution de peptide synthétisé (une séquence d'acides aminés).

Comment ça marche? "Nous avons d'abord créé un peptide qui se lie spécifiquement à la vancomycine, puis nous avons ajouté un composé fluorescent, " dit Faillétaz. " Comme la vancomycine se lie au peptide fluorescent, le mouvement du peptide ralentit et la lumière qu'il émet devient de plus en plus polarisée. En mesurant le degré de polarisation de la lumière, on peut calculer la concentration de vancomycine dans le sang d'un patient." Selon le professeur Renaud, cette méthode existe déjà mais n'a jamais été utilisée pour réaliser un biocapteur portable.

Au concours, l'équipe de l'EPFL devra non seulement prouver l'efficacité de son biocapteur en analysant divers échantillons, mais aussi démontrer ses avantages pour l'industrie de la santé et son potentiel de marché. "En changeant le composé de synthèse, notre biocapteur pourrait être utilisé pour détecter d'autres antibiotiques et biomarqueurs, " dit David Vilela, un étudiant à la maîtrise en sciences de la vie.