Détecter l’insuffisance cardiaque dans la salive

L’insuffisance cardiaque est l’une des principales causes de décès dans le monde et est particulièrement mortelle chez les personnes qui n’ont pas un accès rapide aux installations médicales. C’est dans cette optique que les chercheurs ont décidé de faire passer le dépistage de l’insuffisance cardiaque du laboratoire à la maison. Leur prototype de biocapteur électrochimique au point d’intervention, qui ressemble à un test transparent à flux latéral pour le COVID-19, peut mesurer les concentrations de deux biomarqueurs de l’insuffisance cardiaque en seulement 15 minutes avec juste une goutte de salive.

L’innovation est l’œuvre de l’équipe de Trey Pittman, de la Colorado State University aux États-Unis.

“Notre appareil serait idéal pour les personnes présentant un risque élevé d’insuffisance cardiaque, mais ayant un accès limité à un hôpital ou à un laboratoire centralisé”, explique Pittman. « Travailler sur ce projet visant à lutter contre les disparités en matière de santé dans les zones rurales ou à faible revenu me touche vraiment car je viens du Mississippi, où le taux de mortalité par insuffisance cardiaque est l’un des plus élevés des États-Unis », confesse-t-il.

L’insuffisance cardiaque survient parce que le muscle cardiaque affaibli ne peut pas pomper suffisamment de sang oxygéné dans le corps. La référence actuelle en matière de dépistage de l’insuffisance cardiaque est un test sanguin effectué deux fois par an par un professionnel de la santé, qui mesure les niveaux de peptide natriurétique de type B (BNP), une protéine qui indique que le cœur travaille trop.

Cependant, les nouvelles avancées en matière d’appareils sur le lieu de soins peuvent égaliser l’accès aux soins de santé grâce à de simples tests salivaires à domicile. Ce test de dépistage de l’insuffisance cardiaque peut être effectué par une personne pour surveiller son état de santé toutes les quelques semaines au lieu de tous les six mois, comme le suggère Pittman. Jusqu’à présent, l’utilisation généralisée des tests salivaires portables pour la santé cardiaque a été limitée par des techniques de fabrication complexes et un manque de données pertinentes au-delà de la présence ou de l’absence d’un seul biomarqueur.

Pittman et ses collègues ont relevé ces défis et ont obtenu des résultats prometteurs avec un prototype de biocapteur intuitif et peu coûteux, qu’ils appellent immunoessai capillaire électrochimique (eCaDI). Le groupe de Charles Henry de l’Université d’État du Colorado a combiné deux de leurs innovations précédentes pour créer la plate-forme de test portable : un dispositif microfluidique de salive et un biocapteur pour les protéines biomarqueurs galectine-3 et S100A7. Le groupe du collaborateur Chamindie Punyadeera de l’Université Griffith en Australie a quantifié les concentrations de galectine-3 et de S100A7 dans la salive qui étaient en corrélation avec les résultats de l’insuffisance cardiaque.

L’eCaDI pour insuffisance cardiaque se compose de cinq couches : trois couches de plastique transparent et flexible liées à d’autres couches d’adhésif double face.

La couche supérieure en plastique comporte de petits trous percés pour charger l’échantillon de salive. La couche centrale en plastique comporte des canaux découpés au laser avec des carrés de papier absorbant à l’extrémité qui aspirent la salive du site de chargement à travers les canaux. Entre les couches extérieures de plastique se trouvent des tampons réactifs en fibre de verre qui contiennent des composés qui réagissent avec la salive et mesurent la galectine-3 et le S100A7 lorsqu’un courant électrique est appliqué à l’appareil. La couche inférieure en plastique comporte une électrode à encre de carbone sérigraphiée sur la surface. Deux électrodes, alimentées par de minuscules pinces filaires provenant d’une source externe appelée potentiostat, pilotent la réaction chimique qui se produit sur les tampons réactifs.

Le nouveau test salivaire pour l’insuffisance cardiaque mesure deux biomarqueurs à partir d’une goutte de salive en 15 minutes environ et peut être effectué à domicile. (Photo : Trey Pittman)

« Les appareils sont très faciles à assembler », explique Pittman. “En 20 ou 30 minutes environ, nous pouvons en faire cinq.” L’eCaDI est à usage unique et les chercheurs estiment que chacun coûte environ 3 dollars. Le potentiostat, une petite source d’énergie réutilisable, se vend environ 20 dollars.

Lors des démonstrations, les chercheurs ont enrichi des échantillons de salive humaine normalisés avec des concentrations des deux biomarqueurs qui indiqueraient une insuffisance cardiaque. Les résultats ont montré qu’eCaDI a détecté avec précision les quantités de galectine-3 et de S100A7 dans la salive. “Ces démonstrations constituent une première étape vers un capteur électrochimique robuste et non invasif pour les biomarqueurs de l’insuffisance cardiaque”, explique Pittman. Dans leur prochaine étape, l’équipe évaluera les eCaDI à l’Université Griffith dans le cadre d’essais de recherche menés auprès de personnes en bonne santé et de personnes souffrant d’insuffisance cardiaque.

“Ce travail pourrait constituer un point de départ pour de nouvelles plateformes d’analyse de la salive visant à détecter d’autres maladies”, partage Pittman. “C’est une technologie qui, je pense, pourrait aider beaucoup de gens, en particulier les personnes mal desservies, à vivre plus longtemps et en meilleure santé.”

Cette recherche, intitulée « Développement d’un biocapteur électrochimique microfluidique pour les biomarqueurs de l’insuffisance cardiaque dans la salive », a été rendue publique lors d’un récent congrès de l’ACS (American Chemical Society). (Source : ACS)