Les chercheurs développent un dispositif au point d'intervention pour faciliter la surveillance des troubles métaboliques héréditaires et hépatiques

Les chercheurs développent un dispositif au point d'intervention pour faciliter la surveillance des troubles métaboliques héréditaires et hépatiques

L'ammonium est un biomarqueur utilisé pour diagnostiquer un certain nombre de troubles métaboliques héréditaires rares tels que le cycle de l'urée. L'ammonium est également utile dans l'étude et la surveillance de diverses hépatopathies (maladies qui affectent le fonctionnement normal du foie) causées par la consommation d'alcool ou d'autres drogues, médicaments et autres facteurs environnementaux.

Dans toutes ces maladies, un excès d'ammonium est produit, ce qui met en danger la santé du patient. Des niveaux supérieurs à 200 micromoles par litre de sang sont considérés comme des cas graves d'hyperammoniémie (concentration élevée d'ammonium dans le sang), qui peuvent causer des dommages irréversibles au cerveau et même entraîner la mort si les niveaux dépassent 500 micromoles par litre. Par conséquent, un diagnostic précoce et en temps réel est crucial pour minimiser l’impact d’un épisode d’hyperammoniémie sur les fonctions neurologiques. Actuellement, les patients diagnostiqués avec des troubles comprenant des épisodes d'hyperammoniémie doivent être régulièrement transportés à l'hôpital, où un échantillon de sang est prélevé, qui doit ensuite être traité et analysé en laboratoire.

Des chercheurs du groupe de recherche Capteurs et biocapteurs (GSB) du Département de chimie de l'UAB, en collaboration avec l'hôpital Sant Joan de Déu et l'UPC, ont développé un analyseur au point de service (POC) qui surveille le niveau d'ammonium dans le sang du patient en utilisant une méthode décentralisée au point de service, au lieu d'envoyer des échantillons de sang pour analyse aux laboratoires hospitaliers où des équipements traditionnels sont utilisés. Le nouvel appareil vise à décentraliser la détermination de l'ammonium sanguin et à permettre l'analyse dans des centres de santé plus petits avec des mesures sanguines directes et sans traitement préalable. Cela impliquerait de multiplier le nombre de sites de surveillance, de simplifier le processus et de réduire le temps nécessaire aux décisions médicales.

Il est essentiel d’augmenter la fréquence des analyses de sang pour déterminer les niveaux d’ammonium.

Mar Puyol, chercheur principal, chercheur de l'UAB

Elle poursuit : « La réduction de l'excès d'ammonium chez un patient souffrant d'hyperammoniémie s'effectue en limitant l'apport en protéines, en utilisant des médicaments pour améliorer l'excrétion d'ammonium et en dialyse et hémofiltration dans les cas les plus aigus, de sorte que le développement du patient progresse d'autant plus favorablement que les médecins agissent plus vite, et cela peut être réalisé grâce à l'utilisation d'analyseurs au point d'intervention tels que celui que nous avons développé.

Validation à l'hôpital

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L'équipe de recherche prépare un prototype qui fonctionnera de manière semi-autonome. Une fois terminé, l'appareil mesurera tous les échantillons d'ammonium analysés quotidiennement à l'hôpital Sant Joan de Déu en utilisant la méthode traditionnelle et avec le nouvel équipement développé par les chercheurs. Néanmoins, Puyol prévient que "des centaines d'échantillons seront nécessaires avant que le prototype final de l'analyseur au point d'intervention soit validé. La prochaine étape sera alors l'industrialisation de l'appareil afin de le mettre sur le marché. Il reste encore quelques phases pour arriver à ce scénario, mais on s'attend à ce que l'appareil devienne une alternative économique qui puisse faciliter la surveillance des maladies du foie également dans les pays en développement".

Comment fonctionne l'appareil

L'appareil utilise une plateforme microfluidique qui comprend un système de détection potentiométrique et une membrane de séparation des gaz. De cette manière, il est possible de séparer automatiquement l'ammonium sous forme d'ammoniac du reste de la matrice sanguine complexe, obtenant ainsi une détection sélective exempte de tout autre type d'interférence. Cela garantit une détermination exacte et précise de la concentration en ammonium dans le sang total et non dans le plasma, qui est la méthode traditionnelle d'analyse de ce paramètre.

L'étude, dirigée par les chercheurs Julián Alonso-Chamarro et Mar Puyol Bosch du groupe de recherche sur les capteurs et biocapteurs de la Faculté de chimie de l'UAB, est le résultat d'un projet R&D&I de preuve de concept (PDC2021-121558-I00) réalisé en collaboration avec les chercheurs Rafael Artuch de l'hôpital Sant Joan de Déu (HSJD) et Javier Rosell du Centre de recherche en génie biomédical. (CREB) de l’UPC. Cette étude implique le soutien et la participation de la Fundación PKU-OTM (Phénylcétonurie et autres troubles métaboliques héréditaires). La validation du système sera effectuée à l'hôpital Sant Joan de Déu de Barcelone.

Source:

Université autonome de Barcelone

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