Une coloscopie est une procédure médicale qui utilise un coloscope, qui est un tube long, flexible et étroit doté d’une lumière et d’une petite caméra à une extrémité pour visualiser l’intérieur du côlon et du rectum. Un test vraiment nécessaire, puisqu’il permet de détecter des maladies comme les polypes ou le cancer colorectal. Pourtant, il est invasif et inconfortable, et peut manquer des biomarqueurs liés à des problèmes intestinaux qui ne sont présents dans l’organisme que pendant une courte période. Jusqu’à présent, les chercheurs ont créé une nouvelle pilule intelligente qui corrige ces carences grâce à des bactéries vivantes qui s’allument.
Il s’agit d’une nouvelle pilule intelligente de la taille d’une myrtille qui combine des bactéries artificielles et des composants électroniques économes en énergie qui pourraient être très efficace dans le diagnostic et le traitement des maladies intestinales. Un dispositif créé par des chercheurs du MIT, de l’Université de Boston, de l’Université de Chicago (États-Unis) et d’autres centres. Les responsables assurent dans leurs recherches publiées dans la revue Nature qu’il s’agit de la première technologie compatible avec l’ingestion capable de détecter et de signaler automatiquement en temps réel les molécules biologiques clés qui pourraient être révélatrices d’un problème.
Un prototype
Cette pilule intelligente est actuellement un prototype basé sur une capsule développée précédemment, notamment en 2018, qui était beaucoup plus grosse et donc plus difficile à avaler. Ce nouveau modèle est un sixième plus petit – mesurant moins de 1,4 centimètres cubes – et intègre des bactéries probiotiques génétiquement modifiées, des composants électroniques et une petite batterie.
Il est également conçu pour détecter des molécules biologiques clés, telles que les sous-produits de l’oxyde nitrique et du sulfure d’hydrogène, qui sont d’importants indicateurs et médiateurs de l’inflammation associée aux maladies intestinales. L’utilisation de cet appareil est simple. Une fois avalées, lorsque les bactéries vivantes de la pilule intelligente trouvent une molécule d’intérêt, elles produisent de la lumière. À ce moment là, L’électronique intégrée convertit cette lumière en un signal sans fil qui peut être transmis instantanément à travers le corps vers un smartphone ou un ordinateur, tandis que la pilule voyage dans l’intestin.
Schéma de conception de la pilule intelligente. MIT Omicrono
« Le fonctionnement interne de l’intestin humain reste l’une des dernières frontières de la science. Notre nouvelle pilule pourrait révéler une grande quantité d’informations sur le fonctionnement de l’organismesa relation avec l’environnement et l’impact des maladies et des interventions thérapeutiques », explique Timothy Lu, professeur de génie biologique, de génie électrique et d’informatique au MIT et auteur principal de la recherche.
Des millions de personnes dans le monde souffrent de maladies inflammatoires de l’intestin (MII), telles que la colite ou la maladie de Crohn ; et cette nouvelle pilule pourrait avoir un grand impact. « Pour l’instant, nous ne disposons pas de biomarqueurs puissants permettant de prédire une poussée inflammatoire à venir et, par conséquent, les patients présentent souvent des symptômes graves qui nécessitent une hospitalisation pour être traités de manière appropriée. Ce système peut changer la donne dans la gestion des infections. » un diagnostic précoce, interception des foyers de maladies et optimisation d’un plan thérapeutique« , explique Alessio Fassano, professeur à la Harvard TH Chan School of Public Health qui n’a pas participé à la recherche.
Dans leur étude, les chercheurs ont montré que leur pilule intelligente pouvait détecter l’oxyde nitrique, une molécule à courte durée de vie associée à de nombreuses MII. De plus, les capteurs pourraient également détecter différentes concentrations d’oxyde nitrique. « Cela nous permettra faire la différence entre une situation normale et une maladie. Une avancée vraiment importante puisque les niveaux de biomarqueurs varient considérablement d’un patient à l’autre », rapporte dans un communiqué María Eugenia Inda, du MIT et co-auteur de l’étude.
Prévenir les maladies
L’équipe de chercheurs affirme que leur pilule intelligente pourrait être modifiée pour trouver d’autres biomarqueurs clés. En fait, Inda est enthousiasmée par la possibilité que cette invention permette aux scientifiques de mieux comprendre le microbiome intestinal, c’est-à-dire l’environnement délicat qui abrite les microbes nécessaires à la digestion des aliments. « Nous ne le comprenons pas encore complètement car il est difficile d’y accéder et de l’étudier. En savoir plus sur l’environnement chimique intestinal pourrait nous aider prévenir les maladies en identifiant les facteurs qui causent l’inflammation avant qu’il ne s’empare de nous », dit-il.
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Au-delà de l’intestin, la pilule intelligente pourrait également être largement utilisée pour la surveillance de la santé. « Nous avons tiré profit des atouts de la biologie et de l’électronique : Notre petite pilule montre ce qui est possible lorsque nous pouvons associer la détection bactérienne à la communication sans fil« , indique Miguel Jiménez, chercheur scientifique au MIT et co-auteur de l’étude. Tandis qu’Inda comparait la recherche avec le film Viaje aucinante, sorti en 1966.
Ce film raconte l’histoire de quatre scientifiques qui se rétrécissent pour rentrer dans un petit sous-marin qui voyage dans les artères d’un homme malade afin de traiter un problème dans son cerveau. « Nous, les scientifiques, ne pouvons pas faire cela, mais Nous pouvons désormais envoyer des bactéries faire quelque chose de similaire. Les progrès rapides de la biologie synthétique nous permettent de tirer parti de la capacité de traitement de l’information des cellules vivantes pour diagnostiquer des maladies dans des environnements si difficiles d’accès », conclut Inda.
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