DE NOTRE CORRESPONDANT
L’ÉVALUATION EN CONTINU des variations glycémiques nécessite l’implantation sous-cutanée de capteurs détectant le glucose. Les techniques qui existent à l’heure actuelle, par exemple les méthodes enzymatiques (qui impliquent l’emploi d’un cathéter), ne sont pas commodes pour le patient diabétique parce qu’elles imposent un appareillage externe, et font, en outre, courir un risque d’infection. Les capteurs fluorescents ont, jusqu’à présent, eu peu de succès en raison de la trop faible intensité de la fluorescence pour permettre une détection transdermique.
Un monomère fluorescent.
La technique imaginée par l’équipe de Hideaki Shibata repose sur l’emploi d’un monomère fluorescent auquel sont attachés des segments intercalaires (spacers) hydrophiles qui permettent d’accroître les contacts du détecteur avec les molécules de glucose (qui est hydrophile), et donc d’obtenir une intensité de fluorescence plus importante. Le monomère a ensuite été stabilisé par inclusion dans des microsphères injectables (d’une taille de l’ordre de 100 microns, donc inférieur au diamètre intérieur d’une aiguille d’injection).
Le monomère fluorescent sensible au glucose (GF) est constitué d’acide diboronique et d’anthracène. Les molécules d’acide diboronique représentent le site de reconnaissance du glucose, tandis que la fraction protéique d’anthracène a des propriétés fluorogéniques exacerbées en présence de glucose. L’acide diboronique possède une sélectivité puissante pour le glucose, par rapport à d’autres sucres. L’un des défis était de stabiliser le monomère sans pour autant réduire sa capacité à se lier aux molécules de glucose. C’est pourquoi les Japonais ont choisi, d’une part, le polyéthylène glycol, qui permet d’obtenir des spacers à la fois longs et hydrophiles, d’autre part l’acrylamide pour stabiliser le monomère dans un hydrogel souple et biocompatible.
La capacité de réponse au glucose.
La capacité de réponse au glucose des microsphères GF a alors été testée in vitro. Les auteurs ont constaté que la courbe d’intensité relative de la fluorescence du détecteur suit l’évolution des concentrations de glucose (de 0 à 1000 mg/dL), dans un sens ou dans l’autre (augmentation ou diminution), ce qui veut dire que cette relation entre la fluorescence et la glycémie est réversible.
Les microsphères GF ont ensuite été implantées chez des souris au niveau du tissu cutané de l’oreille, ce qui a permis de vérifier que la fluorescence des microsphères était détectable au travers d’une couche dermique de plus de 200 microns d’épaisseur. La corrélation entre le degré d’intensité de la fluorescence des microbilles et les concentrations de glucose sanguin a également été confirmée in vivo au cours de 9 épreuves d’hyperglycémie provoquée (jusqu’à 370 mg/dL) chez cinq souris. Les variations de la fluorescence suivaient les fluctuations de la glycémie avec un décalage de environ 11 minutes. Ce décalage reflète en fait essentiellement le décalage des variations du glucose interstitiel sous-dermique par rapport à celles du glucose dans le courant sanguin.
Ces travaux préliminaires suggèrent donc que les microsphères fluorescentes injectables sous la peau reflètent fidèlement les variations de la glycémie et qu’elles pourraient ainsi s’appliquer à la surveillance de ce paramètre en continu à l’aide d’une méthode peu invasive. En outre, le choix d’un hydrogel flexible permet théoriquement d’adapter la technique des Japonais à de multiples sites ou méthodes d’implantation des microsphères.
H Shibata, S Takeuchi et coll. Injectable hydrogel microbeads for fluorescence-based in vivo continuous glucose monitoring. Proc Natl Acad Sci USA (2010) Publié en ligne
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