Bactériocapteurs : un mariage technologique au service du tube digestif

Une équipe américaine a conçu un biocapteur constitué d’une bactérie synthétique et d’un circuit électronique, ouvrant un nouveau et vaste champ de détection des plus infimes changements se produisant dans le tube digestif humain.

 

A l’ère de l’auto-surveillance et des nanorobots, les biocapteurs sont rois. De plus en plus sophistiqués, ils pourraient l’être encore davantage en s’alliant le pouvoir de détection des bactéries. Une équipe américaine a ainsi mis au point un nouveau dispositif microbiologique ingérable*: une sorte de « bactériocapteur », qui promet un aperçu inédit sur la vie et les maladies de notre tractus digestif.

Des bactéries, de la lumière et du wifi

Pour faire la preuve de leur concept, les chercheurs ont conçu un prototype contenant une bactérie destinée à détecter d’éventuels saignements digestifs. La nouveauté de cette capsule repose sur ses membranes semi-perméables capables d’identifier les molécules qui diffusent en son sein. Une bactérie couramment manipulée en laboratoire (Escherichia coli) a été modifiée par ingénierie génétique et placée au sein de cette capsule puis reliée à un circuit électronique. Le principe est simple : au contact du sang, la bactérie émet de la lumière, détectée par la partie électronique, qui transmet alors l’information par wifi sur un support - un smartphone par exemple.

Test réussi in vitro et in vivo

Testé in vitro et avec succès sur du sang de cheval, du sang humain, puis chez des rongeurs (chez lesquels une hémorragie digestive a été provoquée), le bactériocapteur a ensuite été inséré dans l'estomac de trois porcs ayant ingéré une solution sanguine au préalable. Succès : les premières mesures de lumière, proportionnelles à la quantité de sang détectée, se sont bel et bien affichées rapidement sur l'ordinateur et le smartphone des expérimentateurs.

Un capteur encore perfectible

Reste à trouver comment mieux encapsuler ce biocapteur bactérien pour lui permettre de rester de manière prolongée dans le tube digestif, notamment pour résister à l’environnement très acide de l'estomac, pour réduire sa taille (environ 3 cm de long), ou pour le guider vers des endroits très ciblés du tube digestif. La bactérie étant adaptable pour détecter aussi des marqueurs d’inflammation ou d’infection, le potentiel est énorme : diagnostic, recherche, suivi en temps réel de l’efficacité des traitements ou de l’observance des patients… Et peut-être même l’émergence d’un « quantified self ** » intestinal ?

 

* IMBED : Ingestible microbio-electronic device, acronyme mimant le verbe « imbed » signifiant intégrer, encastrer.

** mesure de soi

 

Sources :

M Mimee et al. An ingestible bacterial-electronic system to monitor gastrointestinal health, Science 25 May 2018