Un outil nanotechnologique pourrait rendre possible le diagnostic de certaines maladies à l’aide de smartphones. Le dispositif offrira aussi une alternative aux microscopes conventionnels et à la coloration des tissus.
Selon les scientifiques australiens qui l’ont mis au point, un dispositif d’imagerie nanotechnologique, suffisamment petit pour tenir sur l’objectif d’un appareil photo de smartphone, pourrait rendre le diagnostic de certaines maladies accessible et abordable pour les habitants des régions rurales et reculées.
La pandémie de COVID-19 a mis le diagnostic au centre de l’attention et l’Organisation mondiale de la santé a appelé les pays à donner la priorité aux investissements dans des diagnostics de qualité, première étape du contrôle, du traitement et de la prévention des maladies.
Un dispositif nanotechnologique
Les scientifiques de l’université de Melbourne et du Centre d’excellence du Conseil australien de la recherche pour les systèmes méta-optiques transformateurs (TMOS) ont publié les détails du dispositif dans la revue ACS Photonics.
Actuellement, la détection des maladies repose principalement sur les microscopes optiques pour étudier les changements dans les cellules biologiques. « Cela implique généralement de colorer les cellules avec des produits chimiques dans un environnement de laboratoire et d’utiliser des microscopes haut de gamme, qui sont encombrants et coûteux », explique Lukas Wesemann, auteur principal de l’étude et chercheur à l’université de Melbourne et à TMOS.
Miniaturisation de la technologie d’imagerie de phase
Les chercheurs ont miniaturisé la technologie d’imagerie de phase en utilisant des métasurfaces capables de manipuler la lumière qui les traverse pour rendre visibles les aspects invisibles des objets, comme les cellules biologiques vivantes. L’imagerie de phase repose sur des niveaux de transparence contrastés entre les tissus ou les cellules étudiés.
« Notre dispositif optique plat, qui ne fait que quelques centaines de nanomètres d’épaisseur, peut réaliser le même type de technique de microscopie que celle utilisée pour l’étude des cellules biologiques. Il peut être intégré à l’objectif d’une caméra pour aider à détecter les changements dans les cellules biologiques qui sont révélateurs de maladies », explique M. Wesemann.
Les maladies telles que le paludisme, la leishmaniose, la trypanosomiase et la babésiose, qui peuvent être détectées par microscopie optique, sont des candidats potentiels pour la détection avec ce dispositif à l’avenir.
L’appareil fait tout le travail
« L’avantage de pouvoir visualiser des cellules avec ce type d’appareil est qu’elles n’ont pas besoin d’être traitées de quelque manière que ce soit avant d’être visualisées. C’est en temps réel et cela ne nécessite aucun traitement informatique. L’appareil fait tout le travail », explique Ann Roberts, co-auteur de l’étude, chercheur en chef du TMOS et professeur à l’université de Melbourne.
En plus de permettre le diagnostic médical à distance, ce nouvel outil pourrait rendre possible la détection des maladies à domicile. Les patients pourraient prélever leurs propres échantillons de salive ou une goutte de sang et transmettre l’image à un laboratoire n’importe où dans le monde pour une évaluation et un diagnostic rapide.
« Un diagnostic précoce pourrait permettre un traitement en temps voulu et conduire à de meilleurs résultats en matière de santé. Rendre les dispositifs de diagnostic médical plus petits, moins chers et plus portables aidera les régions défavorisées à accéder à des soins de santé qui ne sont actuellement disponibles que dans les pays du premier monde », ajoute M. Roberts.
Fabrication du prototype
Le coût de fabrication du prototype actuel est d’environ 700 dollars américains, car il est fabriqué avec des outils qui sont également utilisés dans la fabrication de puces électroniques. Les chercheurs affirment qu’ils sont à la recherche d’une collaboration industrielle pour commercialiser le dispositif.
« Nous sommes convaincus que, dans un avenir proche, nous pourrons produire des méthodes de fabrication plus adaptées à la fabrication de masse et ramener le coût du dispositif à quelques centimes d’euros, déclare Wesemann à SciDev.Net. Il s’agit d’une technique très fondamentale que n’importe quel ingénieur pourrait prendre et intégrer dans n’importe quel dispositif d’imagerie médicale mobile, il n’est même pas nécessaire que ce soit un smartphone. »
Et pour Michael Abramoff, ophtalmologue, ingénieur en informatique et fondateur et président exécutif de la société américaine Digital Diagnostics, « Il s’agit d’une nouvelle modalité d’imagerie, et la faisabilité d’une telle imagerie optique de phase utilisant la lumière incidente est prometteuse, car il existe de nombreux tissus presque transparents qui sont difficiles à imager sans contraste ou rayonnement. Nous attendons avec impatience l’application de cette modalité aux tissus biologiques, et notamment à la rétine, car c’est là que les tissus neuraux et vasculaires peuvent être imagés simultanément. »
Par Neena Bhandari
Cet article a été publié pour la première fois sur SciDev.net.