Ils peuvent être douloureux, invasifs et une source de stress considérable – mais les biopsies sont un élément crucial du diagnostic de maladie grave.
En supprimant de petits échantillons de tissus de la partie du corps affectée et en les étudiant au microscope, les médecins peuvent déterminer si quelqu’un a, par exemple, un cancer, une infection hépatique, ou même s’ils conviennent à une greffe d’organe vitale.
Plus de 100 000 biopsies par an sont effectuées sur le NHS uniquement pour un cancer de la prostate présumé seul.
Mais certaines biopsies pourraient bientôt être une chose du passé grâce à de nouvelles parcelles de haute technologie, qui peuvent détecter avec précision certains problèmes de santé sans que les médecins n’aient à découper aucun tissu pour étudier plus étroitement en laboratoire. Cela pourrait signifier que les procédures sont moins douloureuses, avec un risque réduit d’infection des incisions actuellement faites pour prélever des échantillons.
Le patch expérimental, qui ne coûte que 10 £ à fabriquer, a à peu près la taille d’un petit timbre-poste. Il a 16 millions de minuscules aiguilles de silicium à sa surface, et chaque aiguille est 1 000 fois plus petite que la largeur des cheveux humains.
Contrairement aux patchs normaux qui sont coincés sur la peau, la version de pointe est placée à l’intérieur du corps, à la surface de l’organe ou du tissu affecté lui-même, pendant quelques secondes. Cela crée une «empreinte digitale» de molécules qui peuvent ensuite être analysées.
Le patch pourrait s’avérer particulièrement utile pendant la chirurgie pour éliminer une tumeur cérébrale, par exemple.
Actuellement, une telle chirurgie peut être retenue tandis qu’une biopsie est précipitée au laboratoire de pathologie pour voir si la croissance est cancéreuse ou non. La réponse peut aider à déterminer la quantité de chirurgiens des tissus cérébraux sains (pour s’assurer que toutes les cellules cancéreuses sont supprimées) et si un traitement supplémentaire, tel que la radiothérapie, est nécessaire.
Contrairement aux patchs normaux qui sont coincés sur la peau (photo), la version de pointe est placée à l’intérieur du corps, à la surface de l’organe ou du tissu affecté lui-même
À l’heure actuelle, l’attente peut être d’au moins une heure – tandis que le patient reste sous anesthésie générale sur la table d’opération.
Des scientifiques du King’s College de Londres et de l’Université d’Édimbourg qui développent le nouveau patch, affirment qu’il pourrait supprimer la nécessité d’extraire les tissus et de réduire le temps nécessaire pour obtenir des résultats à 20 minutes.
« Il peut être très difficile de dire si les tissus sont cancéreux et quelles devraient être les prochaines étapes », explique Paul Brennan, professeur de neurochirurgie clinique et expérimentale à l’Université d’Edinburgh, et l’un des chercheurs principaux.
«Cela peut signifier qu’une opération peut être maintenue et qu’un patient attend potentiellement une table d’opération sous anesthésie pendant que nous attendons les commentaires.
Dripini, un letrer senior et au collège de Londres
« Si ce patch peut dire si une tumeur est présente, elle a le potentiel de guider la chirurgie cérébrale en temps réel. »
Les scientifiques derrière l’invention espèrent qu’il pourrait également être placé à l’intérieur de la bouche – sur la joue intérieure, par exemple – pour vérifier si une lésion suspecte est cancéreuse.
À l’heure actuelle, une lésion est surveillée visuellement et une biopsie n’est commandée que s’il y a un changement notable dans sa taille et sa forme.
Même les patients diabétiques pourraient éventuellement bénéficier, les chercheurs prédisent, car les patchs pourraient surveiller comment les plaies ulcérées (causées par une mauvaise circulation à partir de la glycémie élevée) guérissent en vérifiant les changements moléculaires.
On estime que 200 personnes par semaine au Royaume-Uni subissent actuellement des amputations de membres en raison d’ulcères liés au diabète qui ne guérissent pas.
Le secret du nouveau patch est que, contrairement aux patchs cutanés, au lieu de perforer le tissu délicat, ou de causer tout type de dommage, les aiguilles de silicium absorbent un cocktail de graisses, de protéines et de fragments de matériel génétique de la zone.
Une fois que ces substances vitales ont été absorbées – ce qui ne prend que dix secondes environ – le patch est retiré et emmené au laboratoire.
Là, il est placé à l’intérieur d’un spectromètre de masse, une machine qui élabore la composition moléculaire des matériaux qu’il a absorbés.
Un programme d’intelligence artificielle analyse ensuite les résultats.
Les chercheurs ont testé le patch sur des échantillons de tissus prélevés sur des patients atteints d’un cancer du cerveau.
Les biopsies, qui impliquent d’éliminer les petits échantillons de tissus de la partie du corps affectée, peuvent être douloureuses, invasives et une source de stress considérable
Les résultats, qui viennent de publier dans Nature Nanotechnology, ont montré que le patch était tout aussi précis que les biopsies standard aux tumeurs de pinpage dans le cerveau et analysant leur maquillage.
« Parce que les aiguilles en silicium sont poreuses, elles absorbent les molécules de l’intérieur des cellules comme une éponge sans endommager les parois cellulaires », a déclaré le Dr Ciro Chiappini, auteur de l’étude principale, de conférencier principal en nanomatériaux et bioterfaces au King’s College de Londres.
Dans le cancer de la bouche, le patch pourrait repérer les tumeurs plus tôt et empêcher également les biopsies répétées inutiles.
Le Dr Chiappini a déclaré: «Notre patch pourrait empêcher un diagnostic erroné et un surestatage en évaluant rapidement les lésions in situ pour déterminer si elles sont cancéreuses ou non.
Les scientifiques explorent le potentiel de patchs micro-linge pour identifier la tyrosinase, une enzyme qui est un marqueur clé pour le mélanome malin – un type de cancer de la peau qui tue environ 2 300 personnes par an.
En mesurant les niveaux de l’enzyme directement dans la peau, les chercheurs espèrent qu’ils pourront utiliser la technologie pour détecter tôt le mélanome malin, avant que les signes évidents ne se développent.
Et les chercheurs de l’Université de Swansea développent un patch de peau micro-aire pour détecter les maladies d’Alzheimer et de Parkinson.
Des centaines de minuscules aiguilles pénètrent dans la couche supérieure de la peau et absorbent divers biomarqueurs dans le liquide interstitiel, le liquide qui entoure les cellules du corps, y compris la peau. Il s’agit du même principe utilisé pour les moniteurs de sucre sanguin continu.
Les échantillons sont ensuite analysés pour les biomarqueurs qui peuvent indiquer les très premiers stades de l’une ou l’autre maladie du cerveau.