Une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l'Université de Manchester a développé un nouveau système de test à base de graphène pour les anticorps liés à la maladie, ciblant initialement une maladie rénale appelée néphropathie membraneuse.

Le nouvel instrument, basé sur le principe d'une microbalance à cristaux de quartz (QCM) associée à une bio-interface à base de graphène, propose un pas cher, vite, alternative simple et sensible aux tests d'anticorps actuellement disponibles.

"Notre recherche a le potentiel de rendre les tests d'anticorps pour diverses maladies plus largement disponibles, au point de service comme les cliniques de médecine générale ou les maisons de soins, plutôt que dans des centres de tests spécialisés, " a déclaré le Dr Aravind Vijayaraghavan, de l'Université de Manchester, qui est le chercheur principal de ce projet.

L'équipe de chercheurs collaboratifs de l'Université de Manchester, y compris, le département des matériaux, Institut national du graphène et faculté de biologie, Medicine and Health a publié les résultats aujourd'hui dans deux articles en libre accès dans les revues Capteurs ACS et Carbone .

Les chercheurs ont d'abord étudié comment les biomolécules, comme les protéines et les lipides, adsorber à la surface de différents types de matériaux de graphène tels que l'oxyde de graphène et l'oxyde de graphène réduit, qui sont caractérisés par différents degrés de modification chimique du matériau graphène parent.

Sur la base de cette étude, ils ont développé une méthode pour former une couche à base de protéines sur le graphène, qui peuvent ensuite être fonctionnalisés avec des molécules réceptrices spécifiques pour les anticorps. Ces récepteurs garantissent que seul l'anticorps ciblé se liera à la surface du graphène, et rien d'autre.

Alors que cette bio-interface en graphène était développée à l'aide d'un système commercial de microbalance à cristal de quartz, les auteurs ont réalisé que pour qu'il devienne un système de test d'anticorps largement accessible, un instrument de lecture alternatif était indispensable.

Selon le Dr Daniel Melendrez, un associé de recherche à l'Université de Manchester, « Un système QCM commercial peut coûter plus de 50 £, 000 et ne peuvent pas être largement disponibles sur le lieu de soins. Donc, nous avons développé un système QCM sur mesure basé sur une solution open source, en utilisant toutes les pièces imprimées en 3D et les circuits électroniques de notre propre conception, qui coûte 100 fois moins que le système commercial. En utilisant notre instrument bon marché et compact, un technicien de santé peut simplement placer une petite goutte d'échantillon à tester sur la puce revêtue de graphène, et le résultat du test s'affichera en aussi peu que 10 minutes."

Par ailleurs, bien qu'il s'agisse d'un test simple et rapide, ce système est aussi quantitatif, ce qui signifie qu'il peut mesurer la concentration d'anticorps dans l'échantillon d'un patient. Cette information peut être utilisée pour déterminer la gravité de la maladie, depuis combien de temps le patient souffre de la maladie et si le patient a développé une immunité soit après avoir contracté la maladie, soit après avoir été vacciné.

Regarder vers l'avant, l'équipe de recherche envisage de développer son test pour un large éventail de maladies auto-immunes, où le système immunitaire attaque les propres tissus du corps, par exemple, la maladie coeliaque. Le système pourrait également être adapté pour rechercher des anticorps contre des protéines étrangères ou des infections virales, comme le COVID-19. "En raison du bon marché, vite, nature simple et sensible de notre test, nous pensons qu'il est idéal pour un déploiement à grande échelle en réponse aux pandémies au Royaume-Uni et ailleurs. En particulier, le système offrirait un coup de pouce significatif à la capacité de test dans les pays à revenu faible et intermédiaire et dans les régions éloignées, " dit le Dr Vijayaraghavan.