Quantitative measurement of insulin-like growth factor-1 in saliva using multi-walled carbon nanotubes- based immunosensor

Le bulletin de croissance du corps

Imaginez votre corps comme un chantier de construction en pleine effervescence, construisant constamment de nouvelles pièces, renforçant les murs et étendant les fondations. Pour que ce projet respecte les délais, le corps s'appuie sur un contremaître spécifique nommé Facteur de croissance analogue à l'insuline-1, ou IGF-1 pour faire court. Cette protéine est comme un gestionnaire de plans directeurs ; elle indique à vos os quand s'allonger et à vos muscles quand prendre du volume, surtout pendant l'adolescence lorsque les poussées de croissance sont les plus spectaculaires. Les médecins et les orthodontistes (les experts qui redressent les dents) sont très intéressés par la lecture de ce plan directeur car il leur indique exactement comment le squelette d'une personne a mûri. Cela les aide à décider du moment idéal pour commencer un traitement d'appareil dentaire ou à prédire la croissance d'un enfant.

Pendant des décennies, la seule façon de lire ce plan directeur était d'envoyer une équipe d'ouvriers sur le chantier avec une aiguille et un flacon pour prélever du sang. C'est douloureux, cela nécessite un déplacement en laboratoire et cela peut être effrayant pour les enfants. Mais récemment, les scientifiques ont découvert que ce même « contremaître » se trouve également dans votre salive. Considérez la salive comme un messager non invasif et indolore qui transporte les mêmes nouvelles que le sang, mais dans un emballage beaucoup plus petit et plus facile à collecter. Le défi, cependant, est que le message dans la salive est souvent ténu et mélangé à beaucoup d'autres « bruits », ce qui le rend difficile à entendre pour les vieilles machines. C'est là qu'intervient un nouveau genre de détective de haute technologie, prêt à écouter les secrets de croissance du corps sans une seule piqûre d'aiguille.

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L'article : Un minuscule détective dans une goutte de salive

Dans cette étude, une équipe de chercheurs de Malaisie et de Serbie a construit un minuscule détective électronique super sensible conçu pour écouter l'IGF-1 dans la salive. Ils l'appellent un immunosenseur, mais vous pouvez le voir comme une canne à pêche de haute technologie. Au lieu d'un hameçon, l'extrémité de la canne est recouverte d'un matériau spécial appelé nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT). Ces nanotubes sont comme des pailles microscopiques et super solides qui sont excellentes pour conduire l'électricité, agissant comme une autoroute pour les signaux.

Les chercheurs ont commencé par tester différents matériaux pour voir lequel constituait la meilleure « canne à pêche ». Ils ont essayé d'utiliser de l'oxyde de graphène (GO) et de l'oxyde de graphène réduit (rGO), mais les MWCNT ont été les grands gagnants. Lorsqu'ils les ont testés, les MWCNT ont permis à l'électricité de circuler beaucoup plus librement, créant un signal plus fort — comme une radio parfaitement réglée sur une station alors que les autres sont pleines de parasites.

Cependant, posséder le bon matériau ne suffisait pas ; ils devaient déterminer exactement quelle quantité en utiliser. Imaginez que vous essayez de couvrir un sol avec de la moquette. Si vous en utilisez trop peu, le sol sera parsemé de zones vides. Si vous en utilisez trop, la moquette s'accumulera en amas désordonnés, rendant la marche difficile. L'équipe a trouvé qu'une concentration de 0,25 % (p/v) était la zone « Goldilocks » (l'équilibre parfait). À ce niveau, les nanotubes forment un réseau parfait et uniforme qui permet la meilleure circulation électrique. Si elles utilisaient plus, comme 1 % (p/v), les nanotubes commençaient à s'agglutiner, créant des embouteillages qui ralentissaient le signal.

Une fois qu'ils ont eu la surface parfaite, ils ont attaché les « hameçons » de leur canne à pêche : des anticorps spéciaux conçus pour capturer l'IGF-1. Lorsque l'IGF-1 est présent dans la salive, il s'accroche à ces anticorps. C'est là que réside l'astuce ingénieuse : lorsque l'IGF-1 attrape l'anticorps, il agit comme un minuscule isolant, bloquant le flux d'électricité. Plus il y a d'IGF-1, plus le signal chute. En mesurant à quel point l'électricité ralentit, le capteur peut dire exactement quelle quantité d'IGF-1 se trouve dans l'échantillon.

L'équipe a testé son nouveau capteur avec deux choses différentes : une solution saline standard et une version factice de la salive humaine (salive artificielle). Il est important de noter qu'ils n'ont pas encore testé cela sur de la vraie salive humaine provenant de personnes réelles. Dans l'eau salée, le capteur pouvait détecter des concentrations d'IGF-1 aussi basses que 0,95 μg/mL (ce qu'on appelle la limite de détection). Dans la salive factice plus complexe, il était presque aussi performant, détectant jusqu'à 0,99 μg/mL. Le capteur fonctionnait de manière fiable sur une plage allant de 1 à 100 μg/mL, et il pouvait réaliser tout le test en seulement 30 minutes en utilisant une infime goutte de liquide de seulement 10 μL.

Les chercheurs ont également vérifié si leur capteur était robuste. Ils ont constaté qu'il pouvait être conservé au réfrigérateur pendant au moins trois jours sans perdre sa capacité à fonctionner, et qu'il pouvait supporter d'être testé de nombreuses fois sans se dégrader. Ils ont comparé leur nouvelle méthode rapide et indolore à l'ancienne méthode standard de test (appelée ELISA), qui prend généralement près de 5 heures et nécessite un échantillon de sang beaucoup plus important. Bien que le nouveau capteur ne soit pas tout à fait aussi sensible que les machines de laboratoire coûteuses (qui peuvent détecter des niveaux en nanogrammes), il est beaucoup plus rapide, moins cher et ne fait pas mal.

Les auteurs soulignent prudemment une limite critique : la limite de détection du capteur est actuellement trop élevée par rapport aux niveaux naturels d'IGF-1 trouvés dans la vraie salive humaine, qui se mesurent en quantités beaucoup plus petites (nanogrammes par millilitre). Pour cette raison, le capteur ne peut pas encore mesurer avec précision les niveaux d'hormone de croissance dans la bouche d'une personne réelle. Cependant, ce travail prouve qu'une façon indolore, rapide et portable de vérifier nos hormones de croissance est possible. C'est comme transformer une procédure médicale complexe et douloureuse en une discussion rapide et amicale avec un détective de haute technologie qui vit dans une goutte de salive, mais le détective a encore besoin d'un peu plus d'entraînement pour entendre les murmures ténus de la vraie salive.