La maladie de Lyme est aussi difficile à détecter qu’une « aiguille dans une botte de foin ». Mais une nouvelle percée pourrait changer cela
Le laboratoire G. Magnotta teste un biocapteur capable de détecter des agents pathogènes dans une minuscule goutte de sang.
La bactérie responsable de la maladie de Lyme est un prédateur furtif qui peut se cacher dans le corps des patients pendant des semaines, des mois, voire des années, et les chercheurs affirment que la détecter peut revenir à chercher « une aiguille dans une botte de foin » – mais les scientifiques canadiens développent des outils capables de diagnostiquer la maladie vectorielle la plus courante du pays beaucoup plus tôt et plus rapidement.
Au laboratoire G. Magnotta sur le campus de l’Université de Guelph, dans le sud de l’Ontario, des chercheurs ont annoncé une percée : des biocapteurs capables de détecter de minuscules fragments du pathogène lui-même dans une minuscule goutte de sang.
Les détails figurent dans un article publié par la revue ACS Sensors à la fin février.
« La détection est effectuée directement dans du sang non traité et sans les lavages préalables à la mesure conventionnels, ce qui rend la technologie proposée adaptée à un kit de diagnostic rapide, simple et auto-utilisé pour la maladie de Lyme », indique l’article.
La Dre Melanie Wills, directrice du laboratoire, affirme que l’appareil représentera une amélioration majeure par rapport aux méthodes de test actuellement utilisées au Canada, car ces tests recherchent la réponse immunitaire à l’infection bactérienne, et non les biomarqueurs de la bactérie elle-même.
« Elle est tellement sensible qu’elle est bien meilleure pour trouver cette aiguille, et elle cache essentiellement beaucoup de foin », dit Wills.
« Ainsi, le problème de l’aiguille dans une botte de foin est efficacement résolu en pouvant chercher des quantités beaucoup, beaucoup plus petites du matériel pathogène. »
Wills affirme que la grande équipe interdisciplinaire internationale a lancé ce projet peu de temps après la création du laboratoire en 2017 par la Fondation G. Magnotta afin de trouver de meilleures façons de tester et traiter la maladie de Lyme. Elle dit qu’il a fallu des années pour que l’appareil en arrive là.
Il y a un besoin pressant de meilleurs tests diagnostiques capables de détecter la présence de Borrelia burgdorferi, la bactérie responsable de la maladie de Lyme. C’est parce que le nombre de cas explose au Canada. Grâce aux changements climatiques, les tiques qui propagent l’infection se sont rapidement implantées en Nouvelle-Écosse, au Nouveau-Brunswick et dans les régions du sud du Québec, de l’Ontario, du Manitoba et de la Colombie-Britannique. Certaines estimations situent le nombre de cas à 13 fois le nombre officiel de Santé Canada qui était de 27 463 entre 2009 et 2024.
Le test en deux étapes actuel est lent et sujet aux faux négatifs, ce qui signifie que les professionnels de la santé ne détectent souvent pas la maladie tôt. Cela peut entraîner des symptômes chroniques invalidants qui peuvent durer des années, et même entraîner la mort dans certains cas.
Comment fonctionne le biocapteur
L’appareil fonctionne selon un principe quelque peu similaire à celui utilisé par les diabétiques pour mesurer leur taux de glucose sanguin. C’est un capteur électrochimique qui utilise la technologie des semi-conducteurs et des transistors qui alimente tant d’appareils intelligents que nous tenons aujourd’hui pour acquis.
Le capteur, conçu par le Dr Gil Shalev de l’Université Ben Gourion du Néguev en Israël, est un minuscule transistor réglé pour détecter une protéine provenant de la surface de la bactérie Borrelia burgdorferi . Il traduit ensuite ces données en un signal électrique, explique le Dr Vladimir Bamm, l’un des chercheurs principaux du laboratoire Magnotta travaillant sur le projet.
« Le signal est envoyé à l’ordinateur et celui-ci peut le traduire en réponse ‘oui’ ou ‘non’, » dit Bamm.
Un des grands avantages du biocapteur est qu’il ne nécessite qu’un très petit échantillon de sang, « encore plus petit que ce qu’on peut obtenir avec une piqûre au doigt », explique Bamm.
« Ce sang n’est pas traité… donc nous n’avons pas besoin de fractionner ce sang… On peut utiliser tout le sang tout de suite. »
Cela signifie que les professionnels de la santé pourraient utiliser le biocapteur pour poser un diagnostic « sur le champ », dit Bamm, plutôt que de perdre un temps précieux à attendre les résultats d’un test d’anticorps provenant d’un laboratoire.
Analyse urinaire pour la maladie de Lyme
Wills et Bamm ne sont pas les seuls chercheurs canadiens à espérer utiliser cette technologie pour aider les patients atteints de la maladie de Lyme.
La Dre Anna Ignaszak, de l’Université Brock à St. Catharines, en Ontario, poursuit ses travaux sur un biocapteur similaire capable de détecter les bactéries dans l’urine.
Ignaszak, qui a consacré une grande partie de ses recherches à trouver des applications concrètes pour divers types de capteurs électrochimiques, affirme que l’appareil serait trempé dans un échantillon d’urine typique que l’on donnerait à l’hôpital, chez un médecin, voire chez soi.
« La lecture du résultat sera visible sur un écran numérique, ou elle pourra être jumelée à des appareils électroniques de tous les jours », explique Ignaszak, qui siège au conseil consultatif de la Fondation canadienne de la maladie de Lyme.
Elle ajoute qu’il fonctionnerait avec un « portable, tablette ou téléphone cellulaire via WiFi, Bluetooth ou un port USB conventionnel ».
Ignaszak affirme que son capteur détecte maintenant 200 bactéries Borrelia burgdorferi par millilitre de liquide. Cela peut sembler beaucoup pour les profans, mais elle avertit que l’appareil a besoin d’être amélioré.
« Cette limite de détection n’est pas encore suffisante pour un test fiable », dit-elle.
« Nous travaillons actuellement à améliorer la sensibilité du capteur afin de permettre la détection de bactéries à des concentrations beaucoup plus faibles. »
Elle ajoute que son équipe travaille à améliorer l’appareil pour détecter non seulement la bactérie, mais aussi les protéines provenant de sa surface ainsi que d’autres biomarqueurs encore plus insaisissables présents dans l’urine des patients atteints de la maladie de Lyme précoce.
« Cette approche multi-reconnaissance renforce à la fois la sensibilité et la spécificité en fournissant une confirmation indépendante de l’infection active », dit-elle.
Les biocapteurs sont dans plusieurs années du marché
Bien que les deux appareils montrent beaucoup de potentiel en laboratoire, les chercheurs qui les testent avertissent qu’ils sont encore à des années d’apparaître dans les hôpitaux, les cabinets médicaux et les domiciles.
« Tout le monde veut un échéancier et on comprend tout à fait ça », dit Wills.
« On ne peut pas s’engager sur une date de sortie précise parce qu’on sait combien de recherche et de développement il reste encore à faire pour ça… Nous ne voulons donner de faux espoirs à personne. »
Wills dit que même si le biocapteur est petit, l’équipement utilisé par l’équipe de recherche pour lire et analyser les signaux reste une « infrastructure de laboratoire lourde » qu’ils doivent trouver pour miniaturiser.
L’équipe sait qu’il existe un potentiel pour transformer le système en un « dispositif portable de point de soins », dit-elle.
« Ce n’est pas encore là. »
Pour sa part, Ignaszak affirme que son biocapteur devra passer par des essais cliniques et être soumis à des approbations réglementaires de Santé Canada, de la Food and Drug Administration des États-Unis et de la directive européenne sur les dispositifs médicaux. Ces approbations peuvent prendre entre 12 et 36 mois.
« Il nous reste encore quelques années de travail pour transférer cette technologie des laboratoires de recherche aux patients. »