image: The gold nanonparticules on the surface of this receiving tab modify the colour of light detected by the instrument. The captured colour perfectly reflects the exact concentration of the medication in the blood sample. Les nanoparticules d'or situées à la surface de la languette réceptrice modifient la couleur de la lumière détectée par l'instrument. La couleur captée reflète la concentration exacte du médicament contenu dans l'échantillon sanguin. view more
Credit: University of Montreal
Ce communiqué est disponible en anglais.
Aussi précis et 10 fois moins coûteux que les appareils actuellement utilisés en milieu hospitalier, ce petit appareil intègre un système optique qui permet d'établir très rapidement la dose optimale de méthotrexate dont le patient a besoin, tout en minimisant ses effets indésirables. Une équipe de professeurs et de chercheurs de l'Université de Montréal a mis au point un appareil miniature capable de mesurer, en une minute, la concentration de méthotrexate dans le sang des patients, un médicament fréquemment utilisé pour traiter différents cancers.
Une petite révolution qui optimisera l'effet du médicament tout en réduisant les effets indésirables que sa toxicité peut provoquer.
Les travaux de recherche relatifs à cet appareil et à ses capacités éprouvées font l'objet d'un article scientifique soumis pour publication, dont les coauteurs principaux sont Jean-François Masson et Joëlle Pelletier, tous deux professeurs agrégés au Département de chimie de l'UdeM.
Le méthotrexate est employé depuis de nombreuses années pour soigner, entre autres, certains cancers, puisqu'il parvient à bloquer une enzyme appelée « dihydrofolate réductase » (DHFR). Cette enzyme est active dans la synthèse des précurseurs de l'ADN et favorise la prolifération des cellules cancéreuses.
Jean-François MassonS'il est réputé efficace contre celles-ci, le méthotrexate est aussi très toxique et peut être dommageable pour les cellules saines du patient. D'où l'importance d'effectuer un suivi étroit des taux de concentration du médicament dans le sang des personnes traitées afin d'en régler le dosage.
Jusqu'à aujourd'hui, ce monitorage était fait en milieu hospitalier à l'aide d'un appareil qui, par l'entremise de bioessais de fluorescence, mesure la polarisation de la lumière produite par la présence du médicament dans un échantillon placé sur un prisme.
« Or, le fonctionnement de cet appareil repose sur une plateforme qui est lourde, coûteuse et qui requiert du personnel expérimenté en raison des nombreuses manipulations d'échantillons qu'il nécessite », explique Jean-François Masson.
Faciliter le traitement et le suivi des patients
Joëlle Pelletier, spécialiste de l'enzyme DHFR, et Jean-François Masson, expert en design instrumental biomédical, se sont intéressés il y a six ans à la façon de simplifier la mesure de la concentration du méthotrexate chez les patients.
Les nanoparticules d'or situées à la surface de la languette réceptrice modifient la couleur de la lumière détectée par l'instrument. La couleur captée reflète la concentration exacte du médicament contenu dans l'échantillon sanguin.Au fil de leurs recherches, ils ont élaboré puis fabriqué un appareil miniaturisé intégrant un système optique qui fonctionne par résonance plasmique de surface. Grossièrement, il permet de calculer la concentration de méthotrexate plasmique (ou sanguin) grâce à des nanoparticules d'or situées à la surface d'une languette réceptrice. En « concurrençant » le méthotrexate pour s'approprier l'enzyme, les nanoparticules d'or changent la coloration de la lumière détectée par l'instrument. Et la couleur de la lumière captée reflète la concentration exacte du médicament dans l'échantillon sanguin.
La précision des mesures prises par ce nouvel appareil a été comparée avec celle fournie par les appareils utilisés à l'Hôpital Maisonneuve-Rosemont, à Montréal.
Et les tests ont été concluants : non seulement les mesures étaient aussi précises, mais l'appareil met moins de 60 secondes à révéler les résultats, comparativement à une trentaine de minutes pour les appareils actuels.
Qui plus est, ces tests comparatifs avaient été confiés à des apprentis techniciens de laboratoire, qui n'ont éprouvé aucune difficulté majeure à faire fonctionner le nouvel appareil ni à obtenir des résultats aussi concluants que ceux de M. Masson et son équipe de recherche.
Bientôt au chevet des patients
En plus de dévoiler les résultats en temps réel, l'appareil conçu par Mme Pelletier et M. Masson est petit et portatif, et ne demande que peu de manipulation des échantillons à analyser.
« On peut penser que, dans un avenir prochain, on pourrait le retrouver dans les cabinets de médecins et même au chevet des patients, qui recevront une dose personnalisée et optimale, tout en ayant un risque moins grand de complications », avance Jean-François Masson.
Un autre avantage et non le moindre : « Tandis que l'appareil traditionnel requiert des investissements d'environ 100 000 $, le nouvel appareil mobile pourrait se détailler à un coût dix fois moindre, soit autour de 10 000 $ », conclut-il.
Journal
Biosensors and Bioelectronics