La transfusion sanguine, si elle est effectuée rapidement, est une intervention potentiellement vitale pour une personne qui perd beaucoup de sang. Cependant, le sang se présente sous plusieurs formes, dont certaines sont incompatibles avec d'autres. La transfusion d'un groupe sanguin incompatible peut gravement nuire au patient. Il est donc essentiel que le personnel médical connaisse le groupe sanguin d'un patient avant d'effectuer une transfusion.
Il existe quatre principaux types de sang – O, A, B et AB. Ces types diffèrent en fonction de la présence ou de l'absence de structures appelées antigènes A et antigènes B à la surface des globules rouges. Le sang peut être divisé en types positifs et négatifs en fonction de la présence ou de l'absence d'antigènes D sur les globules rouges. Les professionnels de la santé indiquent généralement le groupe sanguin d'un patient avec des tests impliquant des anticorps contre les antigènes A et B. Lorsque les anticorps reconnaissent les antigènes correspondants, ils se lient à eux, ce qui provoque l'agrégation des cellules sanguines et la coagulation du sang. Ainsi, des combinaisons spécifiques antigène-anticorps nous indiquent quel est le type sanguin d'un échantillon de sang.
Pourtant, si le concept semble simple, l'équipement et les techniques nécessaires sont souvent très spécialisés. Les tests ne sont donc pas portables, ont un coût de personnel élevé et peuvent prendre plus d'une demi-heure pour produire des résultats. Cela peut s'avérer problématique dans plusieurs types de situations d'urgence.
Dans le but de résoudre ces problèmes, une équipe de scientifiques de l'Université japonaise des sciences de Tokyo, dirigée par le Dr Ken Yamamoto et le Dr Masahiro Motosuke, a développé une puce entièrement automatisée qui peut déterminer rapidement et de manière fiable le groupe sanguin d'un patient. Selon les mots du Dr Motosuke, lui et ses collègues « ont développé une puce de groupage sanguin compacte et rapide qui dilue également le sang total automatiquement ».
La puce contient un « laboratoire » de petite taille avec divers compartiments à travers lesquels l'échantillon de sang voyage en séquence et est traité jusqu'à l'obtention des résultats. Pour démarrer le processus, un utilisateur insère simplement une petite quantité de sang, appuie sur un bouton et attend le résultat. À l'intérieur de la puce, le sang est d'abord dilué avec une solution saline et des bulles d'air sont introduites pour favoriser le mélange. Le sang dilué est transporté vers un homogénéisateur où un mélange supplémentaire, entraîné par des bulles se déplaçant plus intensément, donne une solution uniforme. Des portions de la solution sanguine homogénéisée sont introduites dans quatre chambres de détection différentes. Deux chambres contiennent chacune des réactifs qui peuvent détecter les antigènes A ou les antigènes B. Une troisième chambre contient des réactifs qui détectent les antigènes D et une quatrième chambre contient uniquement une solution saline, sans réactif, et sert de chambre de contrôle négatif dans laquelle l'utilisateur ne doit observer aucun résultat. La réaction antigène-anticorps entraînera la coagulation du sang et, en examinant quelles chambres ont du sang coagulé, l'utilisateur peut déterminer le type de sang et si le sang est positif ou négatif.
De plus, l'utilisateur n'a pas besoin d'équipement optique spécialisé pour lire les résultats. La conception des chambres de détection permet d'identifier facilement le sang coagulé à l'œil nu. L'appareil est également très sensible et peut même détecter une faible coagulation.
Au cours des tests, l'équipe de recherche a analysé des échantillons de sang de 10 donneurs et obtenu des résultats précis pour les 10 échantillons. Le temps nécessaire pour déterminer le groupe sanguin d'un seul échantillon n'était que de cinq minutes.
Réfléchissant sur les avantages potentiels de l'invention de son équipe, le Dr Motosuke remarque: « L'avancement de technologies simples et rapides pour les tests sanguins permettra de simplifier les soins médicaux dans les situations d'urgence et réduira considérablement les coûts et la main-d'œuvre nécessaire pour certaines parties du personnel médical. «
Compte tenu de la nature hautement portable de la puce, le professeur Motosuke pense également qu'elle pourrait être utilisée pendant le transport médical aérien et dans les situations d'urgence. Il s'agit d'une puce qui a le potentiel de changer la façon dont le soutien médical d'urgence est fourni.
La source:
Université des sciences de Tokyo
Référence de la revue:
Yamamoto, K., et al. (2020) Puce de typage sanguin entièrement automatique exploitant les bulles pour une dilution et une détection rapides. Biomicrofluidique. doi.org/10.1063/5.0006264.
