Tatouage de contrôle de la glycémie pour les personnes atteintes de diabète

Un curieux nanocapteur peut être utilisé pour détecter le glucose

Il s'agit d'une version médicale d'un art ancien. Les scientifiques du Draper Laboratory de Cambridge mettent au point un nanocapteur qui peut être injecté dans la peau, comme l'encre d'un tatouage, pour surveiller le taux de glycémie. Lorsque le taux de glucose augmente, le "tatouage" devient fluorescent sous l'effet d'une lumière infrarouge, avertissant ainsi le diabétique qu'il doit ou non se faire une injection d'insuline après un repas. Les chercheurs ont déjà testé la version sensible au sodium sur des souris, et le capteur de glucose sera bientôt testé sur des animaux.

Les lecteurs disponibles utilisent des photomètres à réflexion qui mesurent la lumière réfléchie par une bandelette après qu'elle a subi une réaction chimique. Il existe également des lecteurs électrochimiques, qui mesurent le courant électrique produit par le sang à l'extrémité de la bandelette. Afin d'éviter aux diabétiques de se piquer le doigt et de gagner du temps, des capteurs de glucose sont en cours de développement, qu'il s'agisse de dispositifs implantables qui surveillent en permanence la quantité de glucose dans le sang ou de capteurs non invasifs qui détectent le glucose à travers la peau par l'intermédiaire de la lumière infrarouge.

Heather Clark et ses collègues sont en train de mettre au point un produit qui se situe entre ces deux extrêmes. Le matériau consiste en 120 billes de polymère de taille nanométrique recouvertes d'un matériau biocompatible. Chaque bille contient un colorant fluorescent et un capteur moléculaire spécialisé, conçu pour détecter des substances chimiques spécifiques telles que le sodium et le glucose.

Lorsqu'elle est injectée dans la peau, la molécule sensible attire la cible chimique, en l'occurrence le sodium, dans le polymère du liquide interstitiel, qui entoure les cellules. Pour compenser la nouvelle acquisition de charge positive de l'ion sodium, une molécule de colorant libère un ion positif, ce qui rend la molécule fluorescente. Le niveau de fluorescence augmente avec la concentration de la cible chimique. Les scientifiques peuvent modifier les cellules de reconnaissance pour mesurer différentes cibles, notamment le chlore, le calcium et le glucose. La gamme de concentrations que le capteur peut détecter peut être modifiée en changeant le rapport des composants, selon qu'il est important de mesurer des concentrations précises ou une plus grande variabilité.

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Les préjugés sont un péché

Le capteur de sodium, qui pourrait un jour être utilisé pour surveiller la déshydratation, a été testé avec succès sur des animaux. Lorsqu'elles sont injectées dans la peau du rongeur, les granules deviennent fluorescentes en réponse à l'injection de solution saline. Les chercheurs ont mis au point un capteur de glucose qui fonctionne selon un mécanisme similaire. Il a donné des résultats dans une solution, mais n'a pas encore été testé sur des animaux.
À long terme, Mme Clark envisage un capteur qui pourrait être injecté dans les couches superficielles de la peau, moins profondément que l'encre du tatouage, "de sorte qu'il soit expulsé avec le temps", dit-elle. Un moniteur de fluorescence, semblable à une souris optique, serait alors utilisé pour mesurer la lumière émise par le tatouage, et le capteur serait réinjecté périodiquement.

Il est unique parce qu'il n'a pas besoin de composants pour être utilisé", explique M. Clark. Les bandelettes de glucose, par exemple, utilisent une enzyme pour détecter le glucose, qui doit être remplacée en permanence. D'autres moniteurs, même les nanocapteurs, ont une durée de vie limitée, ce qui rend leur implantation difficile", ajoute-t-elle.

Cependant, les chercheurs ont encore un long chemin à parcourir avant que le capteur ne soit prêt à être testé sur des humains atteints de diabète. Bien que les billes ne semblent pas avoir déclenché de réaction immunologique lors des premiers tests sur les animaux, d'autres études doivent être menées, selon Clark. Selon George Wilson, chimiste à l'université du Kansas à Lawrance, l'évaluation de la réaction immunitaire est particulièrement importante car elle peut modifier les concentrations locales de glucose. Par exemple, "les macrophages (un type de cellule immunitaire) ingèrent du glucose", explique-t-il. George Wilson prévient également que plusieurs facteurs peuvent influencer la fluorescence de la peau, notamment la couleur de la peau et l'âge.