Un patch contenant des dizaines de millions de nanoneedles peut lire ce qui se passe dans nos cellules à la volée, éliminant potentiellement le besoin de biopsies longues. Le patch pourrait également faciliter le diagnostic et la surveillance de la maladie.
Le patch se compose de minuscules aiguilles en silicone poreux. La pointe de chaque aiguille n'a que 50 nanomètres de large, ou à peu près la largeur d'environ 60 atomes. Ces aiguilles peuvent accéder aux intérieurs cellulaires avec un minimum de dommages à la membrane et extraire des composants tels que les protéines, l'ARN messager et les lipides sans nuire aux cellules.
Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur les lipides et les composés gras essentiels pour le fonctionnement des êtres vivants. L'équipe a appliqué le patch aux tissus du cancer du cerveau des biopsies humaines et des souris élevées pour l'expérience. La spectrométrie de masse a fourni des informations sur la composition lipidique à chaque point du patch.
En utilisant divers modèles d'IA, l'équipe a comparé les cartes 2D résultant des compositions lipidiques avec celles des échantillons de biopsie avec des résultats connus. Dans 25 des 27 comparaisons d'échantillons, les résultats des deux méthodes étaient similaires. Cela suggère que les échantillons de tissus prélevés par le patch contenaient suffisamment d'informations pour détecter une tumeur, surveiller la progression de la maladie ou évaluer la réponse au traitement.
«Ce n'est pas une méthode invasive, car la taille de la pointe est très petite, et elle ne perturbe pas la membrane cellulaire d'une manière qui ne peut pas être réparée», explique Ciro Chiappini, chercheur en nanotechnologie et bio-ingénierie au King's College de Londres.
Bien que cette étude ait été limitée aux lipides et à un type de tumeur appelé gliome, l'équipe travaille à étendre les capacités du patch. «Nous avons des données qui montrent que nous pouvons faire le même type d'analyse avec l'ARNm et les protéines», explique Chiappini.
Thanh Nho Do, un ingénieur biomédical non impliqué dans l'étude, appelle cette technologie prometteuse et particulièrement utile pour un échantillonnage non destructif répété et une cartographie moléculaire à haute résolution des tissus vivants. «Il est particulièrement utile pour suivre la progression de la maladie et la réponse thérapeutique dans des tumeurs métaboliquement actives comme les gliomes», explique DO, de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney. Cependant, ajoute-t-il, l'incapacité du patch à échantillonner les tissus plus profondément dans le corps est une limitation.
Chiappini est d'accord. «C'est vraiment une technologie de surface, qui est potentiellement [both] Une limitation et une caractéristique », dit-il. Il envisage des applications pendant les chirurgies, permettant aux médecins d'obtenir des résultats rapides sur les tissus sur lesquels ils doivent fonctionner. Le patch pourrait également remplacer les biopsies dans les paramètres de dépistage, comme pour le cancer de la bouche, les conditions oculaires et l'athérosclérose, et aider à la surveillance des plaies.
