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RÉSUMÉ
Le domaine du diagnostic médical est pionnier dans le développement des biocapteurs. Ces dispositifs font l'objet d'une activité de recherche intensive, sur le plan de la recherche tant académique qu'industrielle. Les biocapteurs ont pour objectif de détecter précocement des marqueurs caractéristiques de maladies afin de favoriser la prise en charge du patient. Les applications potentielles sont multiples. Le plus célèbre biocapteur est celui permettant l'analyse de la glycémie chez les patients atteints de diabète.
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Audrey SASSOLAS : Chercheur - Laboratoire IMAGES, université de Perpignan, France
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Jean-Louis MARTY : Enseignant chercheur - Laboratoire IMAGES, université de Perpignan, France
INTRODUCTION
Les méthodes classiques de diagnostic de maladies se fondent sur l'analyse en laboratoire d'échantillons sanguins et d'urine. Ce genre de tests est loin d'être idéal : ils doivent être réalisés dans des laboratoires d'analyse par du personnel hautement qualifié, prennent plusieurs heures et sont très coûteux. Il serait moins intimidant pour les patients d'avoir accès à une technique plus simple, qui permettrait un diagnostic plus facile et à moindre coût dans un lieu plus facilement accessible, par exemple un cabinet médical, voire à domicile. Par ailleurs, cette avancée présenterait également des avantages en termes de rapport coût/efficacité pour les hôpitaux et les services de santé.
La technologie des biocapteurs peut répondre à ces différentes exigences. Le premier biocapteur fut développé en 1962 par Clark et Lyons. La glucose oxydase (GOD) était alors piégée à la surface d'une électrode de platine par une membrane de dialyse permettant la diffusion des substrats et des produits de la réaction. Ce dispositif a permis de mesurer différentes concentrations de glucose en détectant l'O2 consommé au cours de l'oxydation du substrat par l'enzyme. Depuis le travail pionnier de Clark et Lyons, la technologie des biocapteurs a formidablement évolué. Ces dispositifs ont été continuellement perfectionnés afin de détecter efficacement non seulement le glucose, mais également de nombreuses biomolécules permettant le diagnostic de diverses pathologies. Les progrès accomplis dans le domaine des biocapteurs permettent maintenant l'utilisation de dispositifs implantables, encore pour des périodes limitées, chez des patients. Il devient alors possible de suivre en temps réel la concentration d'une molécule en un point donné de l'organisme. Les biocapteurs à glucose implantables amélioreront considérablement la qualité de vie des patients diabétiques qui pourront suivre en continu leur glycémie dans un avenir très proche.
Après une explication sur le principe de fonctionnement des biocapteurs, cet article présentera le potentiel de ces systèmes de détection pour le diagnostic médical. Une première partie se focalisera sur les systèmes commercialisés tandis que la seconde présentera des biocapteurs actuellement à l'étude qui ont pour ambition le diagnostic de diverses pathologies telles que des maladies infectieuses et le cancer.
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2. Applications aux diagnostics médicaux
2.1 Biocapteurs commercialisés
Comme nous l'avons précédemment mentionné, de nombreux biocapteurs basés sur divers modes d'immobilisation et de détection, et des configurations variées ont été développés. Dans cette partie, nous nous focaliserons principalement sur les biocapteurs qui ont déjà été commercialisés. Depuis 1962, de nombreux biocapteurs électrochimiques et optiques ont été décrits. Toutefois, seuls des systèmes électrochimiques ont été commercialisés et seront donc décrits par la suite.
HAUT DE PAGE
Le diabète est un problème majeur de santé publique. D'après l'Organisation mondiale de la santé (OMS), 356 millions de personnes sont diabétiques dans le monde. En 2004, le diabète a tué 3,4 millions de personnes. Selon les prédictions de l'OMS, le nombre de décès causés par cette maladie devrait doubler entre 2005 et 2030.
Le diabète est dû à un dysfonctionnement du système de régulation de la glycémie. Lors de la digestion, les aliments sont transformés pour une part en glucose, carburant indispensable aux cellules de l'organisme. Après avoir traversé la paroi intestinale, le sucre se retrouve dans la circulation sanguine, augmentant ainsi la glycémie. Dans le cas d'un patient sain, le pancréas détecte cette élévation de la glycémie et se met à produire de l'insuline. Cette hormone est elle-même perçue par les cellules du foie, des muscles ou du tissu graisseux qui, en réponse, se mettent à consommer ou à stocker le glucose. Dans le cas du diabète, les cellules du pancréas ne produisent pas suffisamment d'insuline ou elles ne remplissent pas leurs fonctions de répartition du glucose. Le glucose s'accumule alors dans le sang avant d'être acheminé dans l'urine. Cette pathologie conduit inévitablement à l'hyperglycémie et à de nombreuses complications de santé.
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BIBLIOGRAPHIE
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
Abbott https://www.abbottdiabetescare.com
YSI http://www.ysilifesciences.com
LifeScan http://www.lifescan.fr
Medtronic http://www.medtronicdiabetes.com
Bayer http://www.bayerdiabetes.co.uk
Hemodia http://www.hemodia.com
EKF Diagnostics http://www.ekfdiagnostics.com
Nova Biomedical http://www.novabiomedical.com
Arkray http://www.arkray.fr
HAUT DE PAGE1.2 Organismes –Associations – Fédérations
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