Chef(s) de projet: Nitin Kale
Problème
L’infarctus du myocarde (IM) est difficile à détecter dans les premiers stades.
En raison d’un diagnostic tardif et incertain, les médecins sont souvent incapables de décider d’un traitement au cours de « l’heure optimale », c’est-à-dire avant le début de la nécrose. Ce retard peut entraîner une incapacité ou la mort.
Solution
L’équipe du projet a entrepris de développer un instrument intelligent pour diagnostiquer rapidement un IM.
L’instrument permettrait à un médecin d’en arriver à une décision de traitement très tôt et pourrait même être utilisé par une infirmière qualifiée dans un centre de soins de santé rural en Inde.
Le dispositif utilise un système de biocapteurs à microleviers pour détecter les marqueurs cardiaques précoces (par exemple la myoglobine) libérés dans le sang après un infarctus du myocarde.
Les anticorps d’antigènes spécifiques que l’équipe tente de détecter sont immobilisés sur la surface d’un levier. En présence d’un antigène spécifique, le microlevier fléchit sous l’effet des changements de stress à la surface causés par la reconnaissance biomoléculaire.
Le mouvement mécanique du levier est converti en signal électrique par un élément piézorésistif intégré au levier, lequel est détecté par un système électronique ultrasensible.
Résultat
L’équipe a réussi à optimiser les différentes composantes nécessaires pour mette au point un prototype fonctionnel de ce qu’elle appelle un instrument pour la détection rapide ultrasensible de l’infarctus du myocarde dans les populations rurales.
Voici les réalisations du projet :
· la fabrication réussie de microleviers piézorésistifs;
· la fonctionnalisation de surface et l’immobilisation de biomolécules réussies;
· la fabrication d’une cellule fluide rudimentaire pour loger la matrice du levier;
· l’isolement des contacts électriques du trajet d’écoulement du fluide pour s’assurer que les résistances ne court-circuitent pas;
· la mise au point d’une biopuce de conception « frugale » constituée de leviers fonctionnalisés, d’une cellule à fluide, de connecteurs/PCB et d’une entrée/sortie du liquide.
Le dispositif expérimental (composé d’une biopuce, d’une pompe à seringue et du système électronique de détection) a ensuite été intégré.
Des expériences intelligentes ont été conçues pour vérifier la stabilité de la résistance des leviers dans des liquides, effectuer des tests avec des protéines générales et, enfin, effectuer des tests avec des protéines cardiaques.
Les protéines cardiaques (telles que hIgG, la myoglobine dans le PBS et le sérum enrichi) ont été détectées avec les leviers et l’instrument électronique.
L’équipe du projet a l’intention de demander des fonds de déploiement à l’échelle à Grands Défis Canada.