Le Dr Ho a chanté Jung et son équipe de recherche de la division avancée de la recherche sur les matériaux de biographie et de soins de santé au Corée Institute of Materials Science (KIMS) ont développé un biocapteur optique capable de détecter des traces d'ADN de cellules cancéreuses dans la circulation sanguine avec une sensibilité élevée, permettant un diagnostic précoce de cancer précoce. Par rapport aux techniques de biopsie liquide conventionnelles, ce biocapteur offre une sensibilité et une spécificité supérieures, et sa caractéristique remarquable réside dans sa capacité à diagnostiquer le cancer tôt en utilisant uniquement des signaux légers et une analyse basée sur l'IA, sans avoir besoin de procédures de test complexes.
Lorsque les cellules cancéreuses se développent, des changements chimiques subtils se produisent à la surface de l'ADN dans le phénomène de la circulation sanguine-A appelée méthylation de l'ADN. Dans les premiers stades du cancer, la concentration d'ADN méthylé est extrêmement faible, ce qui rend difficile la détection avec les biocapteurs conventionnels à haute sensibilité. Pour surmonter ce défi, l'équipe de recherche a développé une technologie de matériel de biocapteur qui permet la détection de l'ADN méthylé en utilisant des signaux optiques à haute sensibilité et une analyse de l'intelligence artificielle, sans nécessiter de traitements supplémentaires ou d'étapes d'analyse complexe.
L'équipe de recherche a intégré la signalisation optique haute sensibilité et l'analyse de l'intelligence artificielle avec des matériaux plasmoniques. Ces matériaux peuvent amplifier les signaux optiques des molécules d'ADN de plus de 100 millions de fois en réponse à la lumière, permettant la détection de quantités même extrêmement petites d'ADN. En conséquence, le biocapteur est capable d'identifier l'ADN méthylé à des concentrations aussi faibles que 25 FG / ml (fémtogrammes par millilitre) aux premiers stades du développement du cancer. Pour mettre cela en perspective, 25 FG / ml équivaut à dissoudre 1/25 000e de grain de sucre en une seule goutte d'eau. Cela représente une amélioration de la sensibilité de 1 000 fois par rapport aux biocapteurs conventionnels.
L'équipe de recherche a appliqué le biocapteur développé à des échantillons de sang de 60 patients atteints de cancer colorectal, atteignant un taux de précision de 99% pour détecter la présence de cancer. De plus, le biocapteur s'est distingué avec succès entre les stades du cancer du stade I au stade IV à haute précision. L'analyse n'a nécessité que 100 μL (microlitres) de sang et a été achevée dans les 20 minutes, démontrant un processus de diagnostic très simple et rapide.
Cette technologie permet la détection à haute sensibilité des traces d'ADN de cancer sans aucun prétraitement, ce qui le rend très compétitif pour une utilisation sur le marché précoce du diagnostic du cancer. Par rapport à l'équipement conventionnel, il réduit considérablement le temps et le coût d'analyse, permettant une application potentielle dans les hôpitaux, les centres de dépistage de la santé, les kits de diagnostic à domicile et les dispositifs de diagnostic portables. Il est non seulement adapté à la médecine de précision, mais aussi très efficace pour les applications de test de point de service (POCT).
Cette technologie sert de plate-forme de diagnostic de nouvelle génération capable non seulement de détection précoce du cancer, mais également de prédire le pronostic et de surveiller la réponse au traitement. « Il a ajouté: » Nous prévoyons d'étendre son application à un large éventail de maladies, y compris des troubles auto-immunes et des conditions neurologiques. «
Le Dr Ho a chanté Jung, chercheur principal chez Kims et leader du projet
Cette recherche a été financée par le programme de développement de la technologie biologique et médical et le programme mondial des jeunes chercheurs de la National Research Foundation of Korea (NRF), ainsi que le programme de recherche fondamental du Corée Institute of Materials Science (KIMS). Les résultats ont été publiés le 9 mai dans le numéro de mai 2025 of Science avancée (Facteur d'impact: 14.3), une revue scientifique de renommée mondiale.
