Serions-nous bientôt alerté d’un problème de santé grâce à un implant lumineux, comme un propriétaire de logement est prévenu d’une intrusion par une alarme ? Des chercheurs japonais développent une « peau vivante », qui serait capable de détecter les premiers signes de maladie et d’émettre un clignotement pour nous prévenir.
De nos jours, pour suivre notre état de santé au quotidien, nous disposons notamment de bracelets électroniques connectés aux applis. Ces appareils traquent notre activité physique et surveillent continuellement les signaux physiologiques à la surface de notre peau. Ils fournissent des indicateurs importants, comme le nombre de pas ou la pression artérielle, mais se heurtent souvent à des obstacles pratiques et analytiques qui rendent les données fournies incomplètes.
« Les approches conventionnelles sont souvent invasives ou ne fournissent que des données ponctuelles »
Pour lever ces restrictions et permettre un meilleur suivi de notre santé, des chercheurs de l’université de Tokyo (Japon) ont conçu un implant lumineux sous la peau, capable d’analyser des biomarqueurs et de détecter les premiers signes de maladie ou de stress trop élevé.
Aujourd’hui, on utilise déjà des biomarqueurs pour surveiller notre santé. Mais ce suivi repose généralement sur des prélèvements sanguins ou des capteurs externes dont la durée de fonctionnement reste limitée. Ces « approches conventionnelles sont souvent invasives ou ne fournissent que des données ponctuelles », explique Hiroyuki Fujita, professeur émérite à l’Université de Tokyo.
L’implant lumineux créé en collaboration avec RIKEN et Canon Medical Systems Co.
Les scientifiques japonais ont donc développé un système biologiquement intégré qui fournit des informations de manière continue. Créée en collaboration avec RIKEN et Canon Medical Systems Co., leur « peau » artificielle serait capable, grâce à une protéine naturellement fluorescente, d’émettre une lumière en cas de détection d’un problème de santé.
À l’instar d’un voyant moteur sur une automobile, elle avertirait l’utilisateur en cas de détection de maladie ou d’apparition de protéines liées à un niveau élevé de stress. « Contrairement aux dispositifs classiques qui nécessitent une source d’alimentation ou un remplacement périodique, ce système est maintenu biologiquement par l’organisme lui-même », précise le professeur Shoji Takeuchi de l’Université de Tokyo.
Le dispositif testé sur des souris en laboratoire
Pour fabriquer leur dispositif, les chercheurs tokyoïtes ont utilisé des cellules souches épidermiques, qui assurent naturellement le maintien et le renouvellement de la peau tout au long de la vie. Ils ont modifié génétiquement ces cellules afin qu’elles répondent à la signalisation inflammatoire – plus précisément, à l’activation de la voie NF-κB.
Cette manipulation a permis d’obtenir un tissu cutané exprimant la protéine fluorescente verte améliorée (EGFP) en réponse à des signaux liés à l’inflammation. L’équipe de recherche a testé sa peau artificielle sur des souris en laboratoire. Quand elle a volontairement provoqué une inflammation chez ces modèles murins, le bout d’épiderme a émis une lumière verte, issue de la protéine fluorescente.
L’implant lumineux pourrait avoir des applications dans le sport de haut niveau et la médecine vétérinaire
Grâce à la régénération continue des cellules souches modifiées, les fonctionnalités du système ont été préservées pendant plus de 200 jours lors des expériences en laboratoire. Comme cette peau « vivante » est nourrie par les fonctions naturelles du corps et ne nécessite aucune source d’énergie externe, on peut y intégrer des capteurs de surveillance continue pour fournir à tout moment des informations, par exemple aux patients à haut risque.
Les scientifiques japonais notent que ce dispositif pourrait avoir des applications au-delà des soins de santé humains. Notamment dans le sport, en aidant les athlètes de haut niveau à améliorer leurs performances, en analysant leur corps en temps réel. Les chercheurs pensent également que leur invention contribuerait à améliorer la médecine vétérinaire, en facilitant la détection précoce des maladies chez les animaux incapables de communiquer leurs symptômes.
