Une équipe de recherche dirigée par le Dr Ho Sang Jung de la Division de recherche avancée sur les matériaux biologiques et de santé de l'Institut coréen des sciences des matériaux a développé un matériau de capteur innovant qui amplifie les signaux optiques des métabolites du cancer dans les fluides corporels (salive, mucus, urine, etc.) et les analyse grâce à l’intelligence artificielle pour diagnostiquer le cancer.
Cette technologie détecte rapidement et avec sensibilité les métabolites et les changements dans les fluides corporels des patients atteints de cancer, offrant ainsi un moyen non invasif de diagnostiquer le cancer au lieu des prises de sang ou des biopsies traditionnelles. En collaboration avec le professeur Soo Woong Yoo de l'hôpital universitaire national de Chonnam, l'équipe a pu diagnostiquer le cancer colorectal en insérant une aiguille plasmonique qui amplifie les signaux Raman des molécules dans un trou de 1 millimètre pouvant être inséré avec une caméra de coloscopie, et en effectuant un écouvillonnage. la surface de la tumeur sans provoquer de saignement afin d'analyser sa composition.
L'équipe a également développé une technologie qui collecte la salive des patients atteints d'un cancer du poumon et catégorise le stade du cancer, en collaboration avec le professeur Byung-Ho Chung du Samsung Medical Center. L’haleine des patients atteints d’un cancer du poumon contient des composés organiques volatils (COV) différents de ceux des individus en bonne santé. Ces composés se dissolvent dans la salive et sont présents sous forme de métabolites du cancer du poumon. L’équipe a mis au point une technologie qui utilise des capteurs sur papier pour faire la distinction entre les individus normaux et les patients atteints d’un cancer du poumon, ainsi que pour mettre en scène le cancer du poumon à l’aide de l’intelligence artificielle.
Il existe de nombreuses histoires de chiens qui aboyaient tellement après leurs propriétaires que ceux-ci pensaient que quelque chose n'allait pas. En conséquence, ils sont allés chez le médecin et ont découvert un cancer. En effet, les chiens ont un odorat sensible qui leur permet de sentir les métabolites, y compris les COV, qui existent dans les fluides corporels humains. L'équipe a cherché à mettre en œuvre ces principes dans un capteur de diagnostic du cancer. La technologie a détecté les signaux des métabolites dans les fluides corporels avec une sensibilité élevée à l'aide de matériaux plasmoniques qui amplifient les signaux Raman de plus de 100 millions de fois sans utiliser d'équipement conventionnel, complexe et coûteux. L'analyse de l'intelligence artificielle et les calculs de modélisation mathématique ont été utilisés pour suggérer des biomarqueurs pour le diagnostic.
Le Dr Ho Sang Jung, qui dirige ce projet, a déclaré : « La technologie développée peut être étendue non seulement pour diagnostiquer le cancer, mais également pour des maladies dont les diagnostics sont mal compris, telles que les maladies synaptiques », et a ajouté : « Nous entrerons sur le marché mondial du diagnostic en nous basant sur des technologies d'origine nationale et prendrons la tête du développement de technologies que les gens pourront expérimenter. » La technologie développée par l'équipe a été classée comme la première réalisation de recherche dans l'enquête « Top 10 des réalisations de recherche exceptionnelles de l'année » menée par KIMS l'année dernière, et ils continuent de développer une technologie innovante.
Ce travail a été financé par le programme de recherche fondamentale du KIMS et le projet de développement de technologies biomédicales de la Fondation nationale de recherche de Corée. Les résultats de l'étude ont été publiés dans trois articles et reconnus pour leur excellence. Deux articles ont été publiés dans Biosensors and Bioelectronics (IF:10.7, JCR<3%), la principale autorité mondiale en matière de biocapteurs, le 15 janvier 2024 et le 3 août 2024. De plus, un article a été publié dans Sensors and Actuators B- Chimique (IF : 8, JCR<1 %) le 1er août 2024. De plus, à la suite de cette recherche, un total de 10 brevets ont été déposés en Corée, aux États-Unis et en Europe pour cette recherche.
Pendant ce temps, l’équipe de recherche a développé l’année dernière une technologie de diagnostic du cancer utilisant l’urine et a transféré la technologie à SOLUM Healthcare. L'entreprise bénéficiaire travaille actuellement à l'obtention d'une licence pour la technologie afin de l'appliquer à ses produits. Cette année, la technologie a progressé au point de pouvoir détecter simultanément la présence de plusieurs cancers dans l’urine. L’équipe de recherche a analysé simultanément des échantillons d’urine d’environ 250 patients atteints d’un cancer du pancréas, d’un cancer de la prostate, d’un cancer du poumon et d’un cancer colorectal. Ils ont pu effectuer une analyse rapide et utiliser l’intelligence artificielle pour déterminer les résultats en 2 heures environ pour 100 patients. L’équipe de recherche a également expliqué qu’elle avait atteint une sensibilité et une spécificité cliniques supérieures à 98 %.
