Le lithium peut atténuer les symptômes du trouble bipolaire et de la dépression, s’il est pris en juste quantité. Trop peu ne fonctionnera pas, tandis que trop peut entraîner des effets secondaires dangereux. Pour surveiller avec précision la quantité de ce médicament dans le corps, les patients doivent subir des tests sanguins invasifs. Mais aujourd’hui, des scientifiques rapportent l’invention d’un minuscule capteur qui détecte les niveaux de lithium de la sueur à la surface d’un doigt en aussi peu que 30 secondes, sans se rendre à la clinique.
Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui lors de la réunion d’automne de l’American Chemical Society (ACS).
Non seulement le lithium doit être pris à une certaine dose, mais les patients ont souvent du mal à le prendre tel que prescrit et peuvent manquer des pilules. Ainsi, lorsque le médicament ne semble pas fonctionner, les fournisseurs de soins de santé doivent savoir quelle quantité de médicament le patient avale réellement. Mais les options actuelles de surveillance présentent des inconvénients importants. Par exemple, les prises de sang produisent des résultats précis, mais elles sont invasives et prennent du temps. Les compteurs de pilules, quant à eux, ne mesurent pas directement la prise du médicament. Pour remédier à ces limitations, l’équipe s’est tournée vers un autre fluide corporel.
« Bien qu’il ne soit pas visible, le corps humain produit constamment de la sueur, souvent en très petites quantités », explique Shuyu Lin, Ph.D., un étudiant chercheur de troisième cycle qui co-présente le travail avec l’étudiant diplômé Jialun Zhu au Rencontre. « De petites molécules dérivées de médicaments, dont le lithium, apparaissent dans cette sueur. Nous avons reconnu cela comme une opportunité de développer un nouveau type de capteur qui détecterait ces molécules. »
« Par une simple pression, notre nouvel appareil peut obtenir des informations cliniquement utiles au niveau moléculaire sur ce qui circule dans le corps », déclare Sam Emaminejad, Ph.D., chercheur principal du projet, qui est à l’Université de Californie à Los Angeles. (UCLA). « Nous interagissons déjà avec de nombreux appareils électroniques tactiles, tels que les téléphones intelligents et les claviers, de sorte que ce capteur pourrait s’intégrer de manière transparente dans la vie quotidienne. »
Concevoir un capteur pour détecter le lithium a cependant présenté quelques défis techniques. La sueur n’est généralement présente qu’en quantités infimes, mais la détection électrochimique nécessaire pour détecter les particules chargées de lithium nécessitait un environnement aqueux ou aqueux. Pour le fournir, l’équipe a conçu un gel à base d’eau contenant du glycérol. Cet ingrédient supplémentaire a empêché le gel de se dessécher et a créé un environnement contrôlé pour la partie électronique du capteur.
Pour piéger les ions lithium après avoir traversé le gel, l’équipe a utilisé une électrode sélective d’ions. Les ions qui s’accumulent génèrent une différence de potentiel électrique par rapport à une électrode de référence. Les chercheurs ont utilisé cette différence pour déduire la concentration de lithium présente dans la sueur. Ensemble, ces composants comprennent un minuscule capteur rectangulaire plus petit que la tête d’une punaise et capable de détecter le lithium en 30 secondes environ. Le capteur est encore en phase de test préliminaire, mais finalement, les chercheurs envisagent de l’intégrer dans un système plus vaste, encore à concevoir, qui fournit une rétroaction visuelle au fournisseur ou au patient.
Après avoir caractérisé le capteur à l’aide d’un bout de doigt artificiel, l’équipe a recruté de vraies personnes pour le tester, dont une personne sous traitement au lithium. Les chercheurs ont enregistré les niveaux de lithium de cette personne avant et après la prise du médicament. Ils ont constaté que ces mesures se rapprochaient de celles dérivées de la salive, dont des recherches antérieures ont montré qu’elles mesurent avec précision les niveaux de lithium. À l’avenir, les chercheurs prévoient d’étudier les effets de la lotion et d’autres produits pour la peau sur les lectures du capteur.
Cette technologie a également des applications au-delà du lithium. Emaminejad développe des capteurs tactiles similaires pour surveiller l’alcool et l’acétaminophène, un analgésique également connu sous le nom de Tylenol, tout en explorant la possibilité de détecter d’autres substances. Les systèmes de détection complets pourraient inclure des fonctionnalités supplémentaires, telles qu’un cryptage sécurisé par une empreinte digitale ou, pour les substances sujettes à l’abus, un système de distribution robotique qui libère des médicaments uniquement si le patient a un faible niveau dans sa circulation sanguine.
Surveillance tactile non invasive du lithium à l’aide d’une interface de détection à base d’organohydrogel, ACS automne 2022. www.acs.org/content/acs/en/mee … tings/automne-2022.html