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1 - PRINCIPE DES BIOCAPTEURS

2 - APPLICATIONS AUX DIAGNOSTICS MÉDICAUX

3 - CONCLUSIONS

Article de référence | Réf : BIO7110 v1

Conclusions
Biocapteurs au service du diagnostic médical

Auteur(s) : Audrey SASSOLAS, Jean-Louis MARTY

Date de publication : 10 nov. 2013

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RÉSUMÉ

Le domaine du diagnostic médical est pionnier dans le développement des biocapteurs. Ces dispositifs font l'objet d'une activité de recherche intensive, sur le plan de la recherche tant académique qu'industrielle. Les biocapteurs ont pour objectif de détecter précocement des marqueurs caractéristiques de maladies afin de favoriser la prise en charge du patient. Les applications potentielles sont multiples. Le plus célèbre biocapteur est celui permettant l'analyse de la glycémie chez les patients atteints de diabète.

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Auteur(s)

  • Audrey SASSOLAS : Chercheur - Laboratoire IMAGES, université de Perpignan, France

  • Jean-Louis MARTY : Enseignant chercheur - Laboratoire IMAGES, université de Perpignan, France

INTRODUCTION

Les méthodes classiques de diagnostic de maladies se fondent sur l'analyse en laboratoire d'échantillons sanguins et d'urine. Ce genre de tests est loin d'être idéal : ils doivent être réalisés dans des laboratoires d'analyse par du personnel hautement qualifié, prennent plusieurs heures et sont très coûteux. Il serait moins intimidant pour les patients d'avoir accès à une technique plus simple, qui permettrait un diagnostic plus facile et à moindre coût dans un lieu plus facilement accessible, par exemple un cabinet médical, voire à domicile. Par ailleurs, cette avancée présenterait également des avantages en termes de rapport coût/efficacité pour les hôpitaux et les services de santé.

La technologie des biocapteurs peut répondre à ces différentes exigences. Le premier biocapteur fut développé en 1962 par Clark et Lyons. La glucose oxydase (GOD) était alors piégée à la surface d'une électrode de platine par une membrane de dialyse permettant la diffusion des substrats et des produits de la réaction. Ce dispositif a permis de mesurer différentes concentrations de glucose en détectant l'O2 consommé au cours de l'oxydation du substrat par l'enzyme. Depuis le travail pionnier de Clark et Lyons, la technologie des biocapteurs a formidablement évolué. Ces dispositifs ont été continuellement perfectionnés afin de détecter efficacement non seulement le glucose, mais également de nombreuses biomolécules permettant le diagnostic de diverses pathologies. Les progrès accomplis dans le domaine des biocapteurs permettent maintenant l'utilisation de dispositifs implantables, encore pour des périodes limitées, chez des patients. Il devient alors possible de suivre en temps réel la concentration d'une molécule en un point donné de l'organisme. Les biocapteurs à glucose implantables amélioreront considérablement la qualité de vie des patients diabétiques qui pourront suivre en continu leur glycémie dans un avenir très proche.

Après une explication sur le principe de fonctionnement des biocapteurs, cet article présentera le potentiel de ces systèmes de détection pour le diagnostic médical. Une première partie se focalisera sur les systèmes commercialisés tandis que la seconde présentera des biocapteurs actuellement à l'étude qui ont pour ambition le diagnostic de diverses pathologies telles que des maladies infectieuses et le cancer.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bio7110


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3. Conclusions

Depuis le travail pionnier de Clark et Lyons, les technologies des biocapteurs ont considérablement évolué. Les biocapteurs font l'objet d'une activité de recherche intensive tant sur le plan de la recherche académique qu'industrielle. Les centres de recherche sont motivés par un marché au fort potentiel. Le domaine du diagnostic médical est le secteur qui a vu les avancées les plus spectaculaires au cours de ces dernières années. Ces dispositifs ont pour objectif de détecter précocement des marqueurs caractéristiques de maladies afin de favoriser la prise en charge du patient et diminuer le taux de mortalité. Toutefois, le nombre de biocapteurs disponibles commercialement est encore restreint. Le dispositif le plus répandu est indiscutablement le lecteur à glycémie qui correspond à 90 % des ventes de biocapteurs. D'après un rapport de Global Industry Analyst Inc., le marché des biocapteurs dans le secteur du diagnostic médical est estimé à 16,5 milliards de dollars US pour 2017.

Les capteurs sont en concurrence avec des systèmes d'analyse conventionnels (par exemple test ELISA, spectrométrie de masse) et doivent encore convaincre de leur efficacité et de leur potentiel. Par ailleurs, ces outils innovants se heurtent aux habitudes du monde médical qu'il est très difficile de modifier. Il a fallu de très nombreuses années pour que le biocapteur à glucose arrive à s'implanter sur le marché.

Une tendance affectant l'industrie de la santé est la décentralisation du diagnostic médical hors des laboratoires d'analyse ou des hôpitaux. Les biocapteurs, à l'image des lecteurs à glycémie, sont des dispositifs portables qui permettent la détection rapide de biomolécules dans l'organisme du patient. La simplicité de fonctionnement et le format portatif de ces dispositifs les rendent facilement utilisables chez soi. Les biocapteurs donnent un résultat rapide qui limite le temps d'attente et le stress du résultat souvent caractéristiques des analyses en laboratoire.

Les technologies utilisées pour développer des biocapteurs répondent à de nouvelles exigences de la santé. Il devient primordial de pouvoir suivre en temps réel et en continu la concentration d'une biomolécule en un point donné de l'organisme. Les progrès accomplis dans le domaine des biocapteurs permettent maintenant d'implanter ces dispositifs in vivo chez le patient. L'utilisation de biocapteurs à glucose implantables pouvant suivre en continu la glycémie du patient constitue une avancée considérable pour des millions de diabétiques....

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ALTINTAS (Z.), TOTHILL (I.E.) -   DNA-based biosensor platforms for the detection of TP53 mutation.  -  Sensors and Actuators B, 169, p. 188-194 (2012).

  • (2) - BALLESTA-CLAVER (J.), VELAZQUEZ (P.S.), VALENCIA-MIRON (M.C.), CAPITAN-VALLVEY (L.F.) -   SPE biosensor for cholesterol in serum samples based on electrochemiluminescent luminol copolymer.  -  Talanta, 30, p. 178-185 (2011).

  • (3) - BESSELINK (G.A.J.), KOOYMAN (R.P.H.), VAN OS (P.J.H.J.), ENGBERS (G.H.M.), SCHASFOORT (R.B.M.) -   Signal amplification on planar and gel-type sensor surfaces in surface plasmon resonance-based detection of prostate-specific antigen.  -  Analytical Biochemistry, 333, p. 165-173 (2004).

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  • (5) - BOHUNICKY (B.), MOUSA (S.A.) -   Biosensors : the new wave in cancer diagnosis.  -  Nanotechnology, Science and Applications, 4, p. 1-10 (2011).

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