Dépistage en quelques secondes grâce au laser

Chaque année, 600.000 personnes meurent de la malaria. Pour lutter contre ce fléau, il faudrait pouvoir faire des diagnostics précoces, fiables et peu coûteux. C'est possible même sans prise de sang en réalisant un simple examen transdermique à l'aide d'un laser : la technique a été mise au point par des chercheurs de l'université Rice. Le tricordeur médical de Star Trek n'est peut-être plus très loin avec des inventions similaires.Chaque année, 600.000 personnes meurent de la malaria. Pour lutter contre ce fléau, il faudrait pouvoir faire des diagnostics précoces, fiables et peu coûteux. C'est possible même sans prise de sang en réalisant un simple examen transdermique à l'aide d'un laser : la technique a été mise au point par des chercheurs de l'université Rice. Le tricordeur médical de Star Trek n'est peut-être plus très loin avec des inventions similaires.Avec la technique mise au point par ces chercheurs, un porteur de parasites à l'origine de la malaria peut être diagnostiqué en quelques secondes. Comme le montre le schéma, il lui suffit de poser son index sur un petit dispositif générant des impulsions laser (laser pulses). Celles-ci vont provoquer l'apparition de nanobulles de vapeur (vapor nanobubbles) caractéristiques dans les globules rouges infectés. Les ondes sonores (acoustic signal) produites par l'éclatement de ces bulles sont des traces nettes et facilement détectables de la présence de ces nanobulles.Lorsqu'on prend connaissance de travaux récents de chercheurs de l'université Rice, qui ont développé une technologie non invasive permettant de détecter en quelques secondes à travers la peau des cellules infectées par la malaria, on ne peut s'empêcher de penser que le tricordeur médical de Star Trek n'est plus très loin. Dans la célèbre série de science-fiction, le tricordeur est un appareil médical de la taille d'une tablette tactile permettant de déterminer rapidement l'état de santé dans lequel se trouve un patient, rien qu'en s'approchant de lui.Inspiré par cette série, Peter Diamandis a lancé la Fondation X Prize afin de catalyser des bonds technologiques faisant passer du rêve à la réalité. Il a donc été à l'origine de l'Ansari X Prize, du Google Lunar X Prize et, surtout, en mai 2011, du Qualcomm Tricorder X Prize.Lancé finalement en janvier 2012, c'est une compétition mondiale parrainée par la Fondation Qualcomm avec un prix de 10 millions de dollars qui sera attribué d'ici fin 2015 à une équipe ayant réalisé l'ancêtre du tricordeur médical de Star Trek. L'objet devra être capable de diagnostiquer avec précision un ensemble de maladies, avec entre autres le diabète, la fibrillation auriculaire, un accident vasculaire cérébral (AVC), la tuberculose, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), la pneumonie et l'hépatite A.Le tricordeur médical de Star Trek vers 2015 'On peut très bien imaginer que d'ici une vingtaine d'années, un dispositif similaire de la taille d'un smartphone connecté via Internet à l'équivalent de l'ordinateur Watson dans le domaine médical remplacera efficacement et à bas prix les premiers diagnostics d'un médecin généraliste pour n'importe qui sur la planète, y compris dans les zones avec des populations défavorisées.D'ici à 20 ans, aurons-nous un médecin généraliste dans notre poche ' Peut-être, si l'on en croit les organisateurs du Qualcomm Tricorder X Prize. Il aura la taille d'un de nos téléphones portables.Mais qu'ont déjà accompli les chercheurs de l'université Rice dans la réalité ' Ils l'expliquent en détail dans un article publié dans les célèbres Pnas. Ils ont en premier lieu mis au point un petit dispositif générant des impulsions laser qui traversent la peau d'un patient sans dommage.Les caractéristiques de ces impulsions lumineuses sont telles qu'elles provoquent des nanobulles de vapeur transitoires autour de nanoparticules d'hémozoïne. Encore appelée pigment malarique ou pigment lacustre, l'hémozoïne ne se trouve dans les globules rouges que lorsque ces cellules sont infectées par des plasmodiums, des parasites causant la malaria. Il s'agit donc d'une signature bien spécifique du paludisme chez un patient.Moins d'un euro pour diagnostiquer le paludismeLes nanobulles de vapeur produisent un signal optique et acoustique en éclatant. Les chercheurs ont trouvé le moyen de détecter le signal acoustique avec une extraordinaire précision. En quelques secondes et sans risque d'erreur, même la présence d'une seule cellule infectée parmi un million de cellules saines est repérée par le dispositif mis au point par les biochimistes et les physiciens. Utilisant peu d'énergie et ne nécessitant pas de prise de sang, cette technique est idéale pour lutter contre le paludisme dans les pays en voie de développement.Environ 300 millions de personnes sont affectées par la malaria dans le monde, et 600.000 personnes, souvent des enfants, en meurent chaque année. Malheureusement, les parasites à l'origine de la malaria sont devenus plus résistants, et il faudrait des diagnostics précoces pour contrer les effets d'une épidémie de paludisme.Or, ces diagnostics requièrent une prise de sang, un technicien médical entraîné et un microscope d'excellente qualité, toutes choses que l'on trouve difficilement dans les pays en voie de développement. Sans compter que le diagnostic n'est pas toujours fiable. Selon les chercheurs, leur technique permettrait d'examiner 200.000 personnes chaque année et de réaliser un dépistage sûr avec un coût inférieur à un euro pour chaque patient.Rêvons un peu...On sait qu'environ trois personnes sur quatre dans le monde ont déjà accès à la téléphonie mobile. Si d'ici 10 à 20 ans, on peut effectivement diagnostiquer de façon non invasive bon nombre de maladies, un peu comme dans le cas de la malaria, avec une sorte de tricordeur couplé à un équivalent médical de Watson, alors les conditions de vie de milliards d'individus en seront profondément changée.Un moustique génétiquement modifié pour lutter contre le paludismeUn groupe de chercheurs du Department of Molecular Microbiology and Immunology de l'université Johns Hopkins a réussi à créer un moustique génétiquement modifié dans l'espoir qu'il pourrait un jour aider à contenir la propagation du paludisme.Dans cette première série d'expériences, c'est un protozoaire transmetteur de la malaria chez la souris, le Plasmodium Berghei, qui a été utilisé. Le principe de l'introduction de gènes résistants dans l'organisme de moustiques qui causent la détérioration du développement du Plasmodium était déjà une stratégie envisagée pour le contrôle de la malaria. Mais les effets secondaires du transgène entraînaient rapidement la mort des individus porteurs, ruinant les espoirs des chercheurs et rendant cette technique inutilisable.De nouvelles recherches ont abouti à la mise au point d'un transgène mieux adapté qui, introduit dans une population de moustiques nourris sur des souris non infectées, non seulement confère aux insectes une résistance au Plasmodium, mais entraîne aussi une fécondité plus élevée et une mortalité inférieure.Ainsi, des recherches menées sur deux populations égales en nombre de moustiques "normaux" et de moustiques génétiquement modifiés ont abouti, après neuf générations, à un taux global d'individus résistants de 70%. Ce succès laisse entrevoir l'espoir de remplacer, un jour, la totalité des moustiques potentiellement porteurs du parasite de la malaria par des moustiques résistants.Cette étude a été conduite par Mauro T. Marrelli , Chaoyang Li , Jason L. Rasgon, et Marcelo Jacobs-Lorena, Department of Molecular Microbiology and Immunology, Bloomberg School of Public Health and Malaria Research Institute, The Johns Hopkins University, 615 North Wolfe Street, Baltimore, MD 21205, en utilisant la variété de moustiques Aedes aegypti.Avec la technique mise au point par ces chercheurs, un porteur de parasites à l'origine de la malaria peut être diagnostiqué en quelques secondes. Comme le montre le schéma, il lui suffit de poser son index sur un petit dispositif générant des impulsions laser (laser pulses). Celles-ci vont provoquer l'apparition de nanobulles de vapeur (vapor nanobubbles) caractéristiques dans les globules rouges infectés. Les ondes sonores (acoustic signal) produites par l'éclatement de ces bulles sont des traces nettes et facilement détectables de la présence de ces nanobulles.Lorsqu'on prend connaissance de travaux récents de chercheurs de l'université Rice, qui ont développé une technologie non invasive permettant de détecter en quelques secondes à travers la peau des cellules infectées par la malaria, on ne peut s'empêcher de penser que le tricordeur médical de Star Trek n'est plus très loin. Dans la célèbre série de science-fiction, le tricordeur est un appareil médical de la taille d'une tablette tactile permettant de déterminer rapidement l'état de santé dans lequel se trouve un patient, rien qu'en s'approchant de lui.Inspiré par cette série, Peter Diamandis a lancé la Fondation X Prize afin de catalyser des bonds technologiques faisant passer du rêve à la réalité. Il a donc été à l'origine de l'Ansari X Prize, du Google Lunar X Prize et, surtout, en mai 2011, du Qualcomm Tricorder X Prize.Lancé finalement en janvier 2012, c'est une compétition mondiale parrainée par la Fondation Qualcomm avec un prix de 10 millions de dollars qui sera attribué d'ici fin 2015 à une équipe ayant réalisé l'ancêtre du tricordeur médical de Star Trek. L'objet devra être capable de diagnostiquer avec précision un ensemble de maladies, avec entre autres le diabète, la fibrillation auriculaire, un accident vasculaire cérébral (AVC), la tuberculose, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), la pneumonie et l'hépatite A.Le tricordeur médical de Star Trek vers 2015 'On peut très bien imaginer que d'ici une vingtaine d'années, un dispositif similaire de la taille d'un smartphone connecté via Internet à l'équivalent de l'ordinateur Watson dans le domaine médical remplacera efficacement et à bas prix les premiers diagnostics d'un médecin généraliste pour n'importe qui sur la planète, y compris dans les zones avec des populations défavorisées.D'ici à 20 ans, aurons-nous un médecin généraliste dans notre poche ' Peut-être, si l'on en croit les organisateurs du Qualcomm Tricorder X Prize. Il aura la taille d'un de nos téléphones portables.Mais qu'ont déjà accompli les chercheurs de l'université Rice dans la réalité ' Ils l'expliquent en détail dans un article publié dans les célèbres Pnas. Ils ont en premier lieu mis au point un petit dispositif générant des impulsions laser qui traversent la peau d'un patient sans dommage.Les caractéristiques de ces impulsions lumineuses sont telles qu'elles provoquent des nanobulles de vapeur transitoires autour de nanoparticules d'hémozoïne. Encore appelée pigment malarique ou pigment lacustre, l'hémozoïne ne se trouve dans les globules rouges que lorsque ces cellules sont infectées par des plasmodiums, des parasites causant la malaria. Il s'agit donc d'une signature bien spécifique du paludisme chez un patient.Moins d'un euro pour diagnostiquer le paludismeLes nanobulles de vapeur produisent un signal optique et acoustique en éclatant. Les chercheurs ont trouvé le moyen de détecter le signal acoustique avec une extraordinaire précision. En quelques secondes et sans risque d'erreur, même la présence d'une seule cellule infectée parmi un million de cellules saines est repérée par le dispositif mis au point par les biochimistes et les physiciens. Utilisant peu d'énergie et ne nécessitant pas de prise de sang, cette technique est idéale pour lutter contre le paludisme dans les pays en voie de développement.Environ 300 millions de personnes sont affectées par la malaria dans le monde, et 600.000 personnes, souvent des enfants, en meurent chaque année. Malheureusement, les parasites à l'origine de la malaria sont devenus plus résistants, et il faudrait des diagnostics précoces pour contrer les effets d'une épidémie de paludisme.Or, ces diagnostics requièrent une prise de sang, un technicien médical entraîné et un microscope d'excellente qualité, toutes choses que l'on trouve difficilement dans les pays en voie de développement. Sans compter que le diagnostic n'est pas toujours fiable. Selon les chercheurs, leur technique permettrait d'examiner 200.000 personnes chaque année et de réaliser un dépistage sûr avec un coût inférieur à un euro pour chaque patient.Rêvons un peu...On sait qu'environ trois personnes sur quatre dans le monde ont déjà accès à la téléphonie mobile. Si d'ici 10 à 20 ans, on peut effectivement diagnostiquer de façon non invasive bon nombre de maladies, un peu comme dans le cas de la malaria, avec une sorte de tricordeur couplé à un équivalent médical de Watson, alors les conditions de vie de milliards d'individus en seront profondément changée.Un moustique génétiquement modifié pour lutter contre le paludismeUn groupe de chercheurs du Department of Molecular Microbiology and Immunology de l'université Johns Hopkins a réussi à créer un moustique génétiquement modifié dans l'espoir qu'il pourrait un jour aider à contenir la propagation du paludisme.Dans cette première série d'expériences, c'est un protozoaire transmetteur de la malaria chez la souris, le Plasmodium Berghei, qui a été utilisé. Le principe de l'introduction de gènes résistants dans l'organisme de moustiques qui causent la détérioration du développement du Plasmodium était déjà une stratégie envisagée pour le contrôle de la malaria. Mais les effets secondaires du transgène entraînaient rapidement la mort des individus porteurs, ruinant les espoirs des chercheurs et rendant cette technique inutilisable.De nouvelles recherches ont abouti à la mise au point d'un transgène mieux adapté qui, introduit dans une population de moustiques nourris sur des souris non infectées, non seulement confère aux insectes une résistance au Plasmodium, mais entraîne aussi une fécondité plus élevée et une mortalité inférieure.Ainsi, des recherches menées sur deux populations égales en nombre de moustiques "normaux" et de moustiques génétiquement modifiés ont abouti, après neuf générations, à un taux global d'individus résistants de 70%. Ce succès laisse entrevoir l'espoir de remplacer, un jour, la totalité des moustiques potentiellement porteurs du parasite de la malaria par des moustiques résistants.Cette étude a été conduite par Mauro T. Marrelli , Chaoyang Li , Jason L. Rasgon, et Marcelo Jacobs-Lorena, Department of Molecular Microbiology and Immunology, Bloomberg School of Public Health and Malaria Research Institute, The Johns Hopkins University, 615 North Wolfe Street, Baltimore, MD 21205, en utilisant la variété de moustiques Aedes aegypti.