Un appareil inspiré de la technologie des smartphones pourrait permettre d'établir à distance un diagnostic moléculaire de tumeurs cancéreuses et d'autres maladies à bas coût dans des régions dépourvues des dernières technologies médicales.
Des chercheurs du Massachusetts General Hospital utilisent la technologie produisant des hologrammes pour rassembler des images microscopiques détaillées en 3D permettant des analyses numériques de la composition moléculaire des cellules et des tissus.
Leur invention est décrite dans les Comptes rendus de l'Académie américaine des Sciences (PNAS).
L'appareil expérimental, appelé D3 system (digital diffraction diagnosis), se compose d'un module d'imagerie avec une lampe à diode électroluminescente (LED) alimentée par une pile attachée à un smartphone qui enregistre des données d'images en haute définition avec sa caméra.
Le D3 est ainsi capable de mémoriser dans une seule image les informations moléculaires de plus de 100.000 cellules dans un échantillon de sang ou de tissu.
Ces informations peuvent ensuite être transmises pour analyse à un serveur à distance, capable de produire des graphiques et ce via un réseau crypté. Les résultats sont rapidement renvoyés au centre de soins.
Pour effectuer des analyses moléculaires des tumeurs, l'échantillon de sang ou de tissu est marqué avec des micro-billes de plastique programmées pour s'attacher aux molécules cancéreuses.
L'analyse de l'image contenant les données moléculaires des échantillons permet ainsi de rapidement distinguer entre molécules cancéreuses et saines.
Un test pilote du D3 avec des lignées de cellules cancéreuses a permis de détecter la présence de protéines tumorales avec une exactitude et une précision équivalentes aux meilleurs systèmes actuels d'analyse moléculaire, selon ses inventeurs. Le D3 peut effectuer l'analyse simultanée de plus de 100.000 cellules.
Ces chercheurs ont ensuite effectué des analyses d'échantillons de tissus du col de l'utérus prélevés chez vingt-cinq femmes dont le frottis cervico-vaginal était anormal.
Le D3 a permis de détecter rapidement et sans erreur les échantillons à haut risque de cancer, ceux à bas risque et bénins, obtenant les mêmes résultats que les systèmes conventionnels d'analyse.
Les chercheurs ont aussi analysé des échantillons provenant de la biopsie de ganglions enflés de huit personnes et détecté sans erreur les quatre atteintes d'un lymphome, un cancer du système lymphatique.
Outre sa capacité à analyser la nature des protéines dans le sang et les tissus, le système a aussi été amélioré pour permettre de détecter avec une très grande sensibilité l'ADN par exemple du papillomavirus humains (VPH), le virus responsable notamment du cancer utérin.
Dans les différents tests pilote effectués par ces scientifiques avec le D3, les résultats des analyses étaient disponible en moins d'une heure au coût de 1,80 dollar par test. Selon eux ce coût devrait baisser davantage avec des amélioration du système.
"La plateforme D3 va permettre d'améliorer et d'étendre le dépistage du cancer à un coût compatible avec les ressources limitées de certaines zones", souligne le Dr Ralph Weissleder, responsable du centre de biologie des systèmes du Massachusetts General Hospital, principal co-auteur de cette avancée.
"En profitant de la diffusion grandissante de la technologie des téléphones portables dans le monde, le système D3 devrait permettre de détecter rapidement les cas suspects ou à haut risque de cancer et éviter les attentes des résultats d'analyse dues aux services limités dans certaines régions et pays", souligne-t-il.
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