Les ingénieurs biomédicaux de l’Université de Cincinnati affirment que le liquide interstitiel, le liquide aqueux qui se trouve entre et autour des cellules, des tissus ou des organes du corps, pourrait constituer un excellent moyen de diagnostic précoce des maladies ou de surveillance de la santé à long terme.

Dans un article publié dans la revue Nature Génie biomédicalils ont décrit les avantages potentiels et les défis technologiques de l’utilisation du fluide interstitiel.

« Pourquoi nous le considérons comme un fluide de diagnostic précieux, c’est un accès continu. Avec le sang, vous ne pouvez pas facilement prendre des lectures continues », a déclaré Mark Friedel, titulaire d’un doctorat de l’UC, co-auteur principal de l’étude.

« Pouvez-vous imaginer passer votre journée avec une aiguille coincée dans votre veine toute la journée ? Nous avons donc besoin d’autres outils. »

Les chercheurs recherchent des alternatives pour surveiller la santé et le bien-être d’une personne. La sueur est un bon moyen de mesurer certaines choses comme le stress ou l’anxiété car elle contient des hormones comme le cortisol. Mais le corps est avare d’autres produits chimiques qui ne sont pas si facilement libérés dans la sueur, a déclaré Friedel.

« Les glandes sudoripares sont de gros filtres qui ne laissent pas passer tout », a-t-il déclaré. « Ainsi, plus de la moitié des choses que nous voulons surveiller n’ont aucun accès à la sueur. »

Le sang est l’étalon-or pour la surveillance de la santé. Mais les gens ont aussi des litres de liquide interstitiel qui représentent jusqu’à 15 % de leur poids corporel.

« La principale caractéristique du sang qui le rend si avantageux est que nous comprenons très bien le sang », a déclaré Friedel. « Si vous avez quelque chose dans le sang, nous savons ce qui arrivera à votre cœur ou à votre foie », a-t-il déclaré.

Les chercheurs ont déclaré que le liquide interstitiel contient bon nombre des mêmes produits chimiques dans les mêmes proportions que le sang, offrant une alternative potentielle aux travaux de laboratoire coûteux et chronophages.

L’étude a décrit les différentes façons dont les médecins peuvent prélever du liquide interstitiel, de l’application d’une aspiration sur la peau au déploiement de la microdialyse.

« En tant qu’ingénieurs biomédicaux, l’un de nos plus grands objectifs est d’aider les gens à mieux gérer leur santé en rendant les diagnostics plus accessibles », a déclaré le co-auteur principal Ian Thompson de l’Université de Stanford.

« Un grand obstacle à cette accessibilité est que la plupart des diagnostics actuels reposent sur des prélèvements sanguins, qui peuvent être douloureux et nécessitent un personnel qualifié pour être effectués. Ainsi, ces dernières années, il y a eu un intérêt croissant pour l’utilisation du liquide interstitiel juste sous la peau comme échantillon de diagnostic. qui est plus accessible et moins pénible à extraire. »

Dans le laboratoire de nouveaux dispositifs du professeur Jason Heikenfeld de l’UC College of Engineering and Applied Science, les étudiants développent des capteurs pour mesurer les hormones et d’autres produits chimiques dans le liquide interstitiel. Ils utilisent des micro-aiguilles de moins de 1 millimètre de long qui transpercent la peau à travers un minuscule patch.

« Si vous aviez une écharde, elle a probablement pénétré plus profondément dans votre peau que nos micro-aiguilles », a déclaré Friedel. « Ils sont généralement indolores. Je ne le sens pas la plupart du temps. La partie la plus inconfortable est de retirer le ruban adhésif qui maintient l’appareil en place. »

Mais même si vous ne savez pas qu’il est là, votre corps le sait, a déclaré Friedel. Et cette réaction infime peut affecter les résultats du test.

« Il y a un effet d’observateur de Schrödinger avec le fluide interstitiel. Chaque fois que vous essayez de le collecter et de le mesurer, vous modifiez intrinsèquement le fluide lui-même », a déclaré Friedel. « Si vous enfoncez une aiguille dans votre peau, votre corps s’enflamme, puis votre [sample] les niveaux changent. Pour une biosurveillance continue, nous voulons connaître ces concentrations telles qu’elles sont lorsque vous n’êtes pas piqué avec une petite aiguille.

« C’est pourquoi c’est un liquide si difficile qui n’a pas été utilisé en dehors de la surveillance du diabète. »

Pourtant, selon les chercheurs, le liquide interstitiel est extrêmement prometteur pour surveiller la santé grâce à la technologie portable. Cela pourrait aider les médecins à suivre l’efficacité des médicaments pour assurer un dosage approprié ou fournir un diagnostic précoce de la maladie en surveillant le système immunitaire.

Mais Friedel a déclaré qu’il y avait encore beaucoup à apprendre.

« Nous essayons de déverrouiller la boîte et de lire les instructions à l’intérieur pour comprendre ce qu’il y a dans le liquide interstitiel et quels sont les potentiels pour l’exploiter », a-t-il déclaré.

Friedel et Thompson ont travaillé avec le co-auteur Heikenfeld, le James L. Winkle College of Pharmacy de l’UC, les Sandia National Laboratories au Nouveau-Mexique et la Southeast Missouri State University.

L’étude a été financée par des subventions de la National Science Foundation, de l’US Air Force Office of Scientific Research et de l’US Office of Naval Research.