Des ondes électromagnétiques pour diagnostiquer le cancer
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Les tests de dépistage du cancer prennent différentes formes. Certains consistent à passer une résonance magnétique alors que d’autres impliquent le prélèvement de tissus de certains organes du corps. D’autres types de tests, comme celui du cancer de la prostate, consistent à mesurer la concentration de marqueurs, soit des protéines sécrétées par certaines cellules cancéreuses, dans le sang. Bien que ce type de test soit moins invasif pour le patient, il comporte deux désavantages importants. Premièrement, on doit connaître à l’avance le cancer dont le patient est susceptible de souffrir; le test ne peut donc pas être fait « à l’aveugle ». Deuxièmement, l’utilisation de marqueurs est limitante puisque certains ne sont pas exclusifs à un type précis de cancer.
Vahé Nerguizian, professeur au Département de génie électrique de l’École de technologie supérieure (ÉTS), veut faciliter le diagnostic en mettant au point un appareil composé de capteurs microfluidique/MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) et d’un équipement de micro-ondes électromagnétiques. L’appareil fonctionne ainsi. Le sang, une fois les globules rouges et les globules blancs enlevés (figure 1), passe par un canal microfluidique (figure 2) où une onde électromagnétique à haute fréquence, proche des ondes cellulaires, est injectée (figure 3). Pour chaque cellule qui passe, la partie du signal qui la traverse et celle qui est réfléchie sont mesurées et comparées à d’autres mesures d’une banque de mégadonnées (un système de réseaux neuronaux serait utilisé). Les cellules cancéreuses sont détectées grâce à leurs propriétés diélectriques différentes des cellules saines.
Figure 1 Système de séparation des globules rouges et blancs et des cellules cancéreuses par Diélectrophorèse
Figure 2 Système de canal microfluidique avec les capteurs « antenne » MEMS
Ce type de dépistage pourrait se faire lors du bilan annuel effectué par le médecin de famille. Il aurait l’avantage de diagnostiquer les cancers de façon précoce et pourrait déterminer les personnes ayant besoin de passer des tests plus poussés. Il permettrait de détecter plusieurs formes de cancer « à l’aveugle » et comme rien n’est ajouté au sang, les cellules cancéreuses pourraient être récupérées afin de faire d’autres analyses, notamment pour évaluer l’efficacité de certains traitements comme la chimiothérapie. La particularité et l’innovation de cet appareil est le dépistage du cancer sans l’utilisation de marqueurs de détection.
Figure 3 Système intégré du canal microfluidique, de l’antenne micro-ondes et de l’environnement électronique
Minimiser les biopsies de la prostate
Un autre projet de recherche du professeur Nerguizian est la mise au point d’un appareil destiné à effectuer des biopsies plus précises et moins invasives sur la prostate. En effet, la méthode actuellement utilisée consiste à prélever de 10 à 16 points selon un quadrillage déterminé par le médecin. Plus on prélève de points, plus la prostate blessée mettra du temps à guérir. D’un autre côté, si les tissus affectés sont peu volumineux, il est possible de passer à côté et de ne pas détecter un cancer pourtant présent.
L’appareil proposé comprend une antenne miniaturisée MEMS couplée à une aiguille très fine. Cette antenne va balayer toute la surface de la prostate. Lorsqu’elle détecte un changement dans les propriétés diélectriques des tissus, elle perce afin d’en prendre un échantillon. Les avantages de cette méthode sont un balayage systématique de la prostate et un nombre moindre de prélèvements inutiles. L’hétérogénéité des tissus de la prostate présente toutefois un défi qu’il faudra surmonter.
Une usine à liposomes
Finalement, le professeur Nerguizian travaille aussi sur un projet de recherche dont l’objectif est la fabrication de liposomes. Les liposomes sont des vésicules artificielles formées de bicouches lipidiques. On y attache des marqueurs et des médicaments qui vont cibler les cellules cancéreuses pour se rendre à l’endroit désiré ou au tissu cancéreux. Il est difficile de fabriquer des liposomes spécifiques uniformes (la taille des liposomes obtenus varie beaucoup) à l’échelle industrielle : la pression et la température doivent être régulées précisément. Le professeur Nerguizian veut développer une technologie qui fabriquerait des liposomes stables dont les dimensions sont bien contrôlées dans des canaux microfluidiques.
Information supplémentaire
Les étudiant(e)s intéressé(e)s par ces projets de recherche peuvent contacter le professeur Vahé Nerguizian pour obtenir plus d’information.
