Il recèle aussi de biomarqueurs de santé, le liquide interstitiel qui remplit l'espace entre les capillaires sanguins et les cellules. Cependant jusque-là on n’avait pas trouvé le moyen de l’exploiter. Cette équipe de bioingénieurs du Georgia Institute of Technology et de l’Emory University vient de développer une technique mini-invasive d'échantillonnage du fluide corporel humain qui pourrait devenir une source précieuse de données pour la surveillance clinique de routine et les tests diagnostiques. Ce patch à microaiguilles est présenté dans la revue Science Translational Medicine.
Il fallait trouver un moyen d’extraction de ce fluide corporel encore inexploré et pourtant riche de biomarqueurs. Une série de minuscules aiguilles presque trop petites pour être vues permettent un « échantillonnage » mini-invasif qui peut ensuite servir de base à des tests diagnostiques.
Une nouvelle source avantageuse de biomarqueurs de santé
La plupart des données biochimiques sur le corps proviennent le plus souvent de l'analyse du sang. Pourtant le sang ne représente que 6% des fluides corporels, nécessite d’être prélevé par des techniques invasives, n’a pas toujours le monopole des informations recherchées et coagule, ce qui rend difficile une surveillance continue. Ces informations peuvent également être extraites à partir de l'analyse d'autres fluides corporels…
Le liquide interstitiel dermique (ISF : dermal interstitial fluid) qui circule entre les cellules des tissus corporels recèle ainsi de biomarqueurs diagnostiques et peut également permettre d’identifier des toxines infiltrées par voie cutanée. Le liquide interstitiel dermique présente -comme d’autres fluides corporels- un avantage par rapport au sang, il ne coagule pas. Une fois extrait par les micro-aiguilles, le liquide interstitiel dermique constitue une nouvelle approche pour la surveillance continue du glucose par exemple mais aussi d'autres indicateurs clés de santé.
Des données sur la santé cellulaire/tissulaire : « Le liquide interstitiel provient du sang, puis s'échappe des capillaires pour apporter des nutriments aux cellules des tissus corporels. Le liquide interstitiel étant en communication directe avec les cellules, il contient des données précieuses sur les tissus eux-mêmes -ce qui n’est pas le cas du sang », explique l’auteur principal, le Dr Mark Prausnitz, professeur à la Georgia Tech's School of Chemical and Biomolecular Engineering.
Le patch à micro-aiguilles fait ses premières preuves lors d’un essai clinique : les chercheurs testent un patch contenant 5 micro-aiguilles solides en acier inoxydable chez 50 participants. Une fois posé, le patch n'atteint que la couche externe de la peau, la couche qui contient l'ISF. Les chercheurs appliquent alors une légère aspiration sur la zone de peau patchée et récupère suffisamment d'ISF pour effectuer 3 types d'analyses. Afin de vérifier leurs analyses, les chercheurs ont également prélevé des échantillons de sang. La difficulté avec le l’ISF est que son prélèvement peut endommager les capillaires mais le patch qui augmente très lentement l'aspiration permet d’obtenir un ISF clair.
- Une bonne tolérance : la procédure d'extraction prend (tout de même) 20 minutes mais elle est bien tolérée et les pores microscopiques induites par les aiguilles se referment en une journée ;
- une grande précision : analysé par technique de chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse, l’ISF ne révèle pas moins de 10.000 composés- dont la plupart sont également trouvés dans les échantillons de sang ;
- cependant, l’ISF révèle environ 12% de composés chimiques non identifiés dans le sang ;
- enfin, l’analyse de l’ISF semble être plus précise sur les niveaux de certains composés.
Mieux exploiter le métabolisme de la peau : la peau est métaboliquement active, expliquent les auteurs, et elle est pleine de cellules qui modifient le fluide, c’est pourquoi l’ISF révèle des composés uniques. Le patch permet de suivre les différentes expositions du sujet : à titre plus anecdotique, l’équipe identifie aussi par analyse de l’ISF les composants des produits d’hygiène et de soins appliqués sur la peau mais aussi des traces de pesticides qui peuvent pénétrer par voie cutanée. La technique de prélèvement par micro-aiguilles pourrait ainsi être utile pour de prochaines études dermatologiques et toxicologiques.
Pouvoir suivre ce qui s'accumule dans la peau au fil du temps apporte un moyen d'obtenir des données sur les différentes expositions en particulier à des composés qui peuvent s'accumuler dans les tissus de notre corps, mais pas dans la circulation sanguine.
Des applications possibles en pharmacocinétique : l’analyse de l’ISF révèle ici la consommation de caféine et permet de suivre la pharmacodynamique du glucose. Ces mesures suggèrent que l'ISF pourrait permettre une surveillance en continu de nombreux autres composés.
A partir de là, il va falloir trouver le moyen de réduire le temps nécessaire à réaliser l’examen. Dans un premier temps, l’équipe souhaite mettre son dispositif à la disposition de la communauté des chercheurs : «Le liquide interstitiel tissulaire se confirme une nouvelle source de biomarqueurs qui complète les sources conventionnelles ».
Source: Science Translational Medicine 25 Nov 2020 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaw0285 Sampling interstitial fluid from human skin using a microneedle patch
Plus sur les Patchs diagnostiques sur Diagnostic Blog
Équipe de rédaction SantélogDéc 8, 2020Rédaction Santé log
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble