Un capteur de contrainte portable capable de mesurer de minuscules changements dans la taille des tumeurs chez la souris a été développé par des chercheurs aux États-Unis. L'équipe affirme que l'appareil pourrait accélérer considérablement la validation de médicaments anticancéreux potentiels. Lors d'essais, il a été capable de détecter des changements dans la taille de la tumeur d'environ 10 µm en quelques heures après le début du traitement avec des médicaments anticancéreux.
Des souris avec des tumeurs juste sous la peau sont régulièrement utilisées pour tester des médicaments anticancéreux potentiels, car il a été démontré qu'elles fournissent des résultats proches des résultats cliniques. L'efficacité d'un traitement prospectif est généralement déterminée en observant comment ces tumeurs sous-cutanées changent de taille et de volume, par rapport aux témoins non traités. Mais la technologie de mesure de la régression de ces tumeurs n'est pas particulièrement avancée. Ils sont normalement mesurés à la main avec des pieds à coulisse. En plus de créer des problèmes de précision, cela rend également le processus long et laborieux, réduisant le volume de médicaments pouvant être testés et la taille des essais.
Maintenant Alex Abramson, un ingénieur chimiste basé à L'Université de Stanford lorsqu'il a mené cette recherche, mais a depuis déménagé au Georgia Institute of Technology, et ses collègues ont développé un capteur de contrainte élastomère-électronique qui pourrait améliorer la vitesse et le volume des tests de dépistage de drogues en fournissant des mesures continues de la taille de la tumeur. Ils notent que la surveillance des tumeurs en temps réel, autonome et précise offerte par leur appareil pourrait ouvrir de nouvelles voies dans le dépistage des médicaments à haut débit et la recherche fondamentale sur le cancer.
Le capteur – appelé FAST (capteurs autonomes flexibles mesurant les tumeurs) – consiste en une couche d'or de 50 nm au-dessus d'un élastomère styrène-éthylène-butylène-styrène. Lorsqu'une contrainte est appliquée au capteur, des microfissures apparaissent dans la couche d'or, augmentant la résistance électrique. La résistance dans le capteur augmente de façon exponentielle avec la contrainte, et les chercheurs disent que lors de l'étirement du capteur, ils ont pu détecter des changements de seulement 10 µm.
Les chercheurs ont utilisé deux modèles de cancer pour tester les capteurs : des cellules cancéreuses pulmonaires humaines bioluminescentes et une lignée cellulaire de lymphome à cellules A20 B. Après avoir implanté des cellules cancéreuses sous la peau de souris, ils ont mesuré la croissance des tumeurs, puis évalué la réponse tumorale à des agents thérapeutiques connus. Le capteur de contrainte, une carte de circuit imprimé qui envoie des données à une application pour smartphone et une batterie ont été logés dans un sac à dos imprimé en 3D, attaché aux souris à l'aide d'un pansement de film et de colle tissulaire. Les capteurs ont été pré-étirés à 50 % de déformation, pour permettre de mesurer à la fois la croissance et la régression.
En observant la croissance tumorale pendant une semaine, l'équipe a constaté que les mesures des capteurs de contrainte étaient comparables à celles des pieds à coulisse et d'un système d'imagerie par luminescence.
Dans les 5 heures suivant le début du traitement, le capteur de contrainte a pu détecter des changements dans la taille de la tumeur par rapport aux souris non traitées. Cette régression tumorale n'a pas été captée par l'imagerie par bioluminescence ou les mesures au pied à coulisse - avec ces outils, il n'y avait aucune différence statistique entre les groupes traités et non traités dans les mesures tumorales au point temporel de 5 heures. Sur des périodes de traitement d'une semaine, les mesures du capteur étaient similaires à celles des compas et de l'imagerie bioluminescente.
Le processus "Heart-on-a-chip" pourrait accélérer les tests de dépistage de drogue
Selon les chercheurs, FAST offre trois avantages par rapport aux autres options courantes de mesure des tumeurs, telles que les pieds à coulisse, les capteurs de pression implantables et l'imagerie : il permet une surveillance continue des tumeurs ; il peut mesurer des changements de taille et de forme difficiles à détecter avec d'autres techniques ; et comme il est autonome, il devrait permettre des tests précliniques de médicaments plus rapides, moins chers et à plus grande échelle.
« C'est une conception d'une simplicité trompeuse », dit Abramson, « mais ces avantages inhérents devraient être très intéressants pour les communautés pharmaceutiques et oncologiques. FAST pourrait considérablement accélérer, automatiser et réduire le coût du processus de dépistage des thérapies anticancéreuses. »
Les chercheurs rapportent leurs résultats dans Science Advances.
