L’ensemble du capteur et de l’électronique connectée est plus petit qu’une pièce de 20 cents d’euros ou 25 cents américains
Un petit capteur qui fait même paraître le bout d’un doigt plus grand pourrait potentiellement changer la donne dans la détection des signes de rejet lors des transplantations rénales. Des scientifiques de l’Université Northwestern ont réussi à créer un dispositif, testé sur des souris, capable de détecter les signes avant-coureurs d’un rejet rénal jusqu’à trois semaines avant les méthodes de surveillance actuelles.
Même si un organisme peut rejeter un organe même des années après une greffe, donner au patient et aux cliniciens autant de temps que possible pour intervenir peut faire la différence entre restaurer l’homéostasie et recommencer le long et ardu processus de transplantation – si cela est même une option. Et même si la course est lancée pour trouver une meilleure source de reins de donneurs , le processus est lent. Aux États-Unis, la liste d’attente actuelle pour un nouveau rein est de trois à cinq ans.
Alors, naturellement, être capable de surveiller en permanence la santé d’un nouveau rein précieux changerait la vie des patients.
Ce nouveau dispositif de surveillance, mesurant seulement 0,3 cm x 0,7 cm et 220 microns d’épaisseur, est conçu pour être placé sur le rein, sous sa couche fibreuse de capsule rénale qui entoure et protège l’organe. L’implant souple détecte les changements de température liés à l’inflammation et à d’autres réponses courantes en cas de rejet précoce. Si un changement est détecté, une alerte est envoyée sans fil à un smartphone ou une tablette à proximité.
Étant donné que le rejet commence souvent silencieusement, cet appareil pourrait aider à alerter le patient de changements cruciaux, même en l’absence de symptômes révélateurs. Et de ce fait, cela peut offrir une tranquillité d’esprit vitale à ceux dont la vie dépend du succès de la greffe.
« J’ai remarqué que beaucoup de mes patients ressentent une anxiété constante – ne sachant pas si leur corps rejette ou non l’organe transplanté », a déclaré le Dr Lorenzo Gallon, responsable clinique de l’étude et néphrologue spécialisé en transplantation chez Northwestern Medicine. «Ils ont peut-être attendu des années pour une greffe et finalement en ont reçu une d’un proche ou d’un donneur décédé. Ensuite, ils passent le reste de leur vie à s’inquiéter de la santé de cet organe. Notre nouvel appareil pourrait offrir une certaine protection, et une surveillance continue pourrait rassurer.«
Aux États-Unis, plus de 250 000 personnes vivent avec un rein avec lequel elles ne sont pas nées, et la greffe elle-même ne représente qu’une partie importante, mais minime, du voyage. Actuellement, la santé de l’organe est surveillée au moyen de tests sanguins qui suivent les niveaux de créatinine et d’azote uréique dans le sang, mais ceux-ci peuvent fluctuer pour des raisons indépendantes et conduire à des faux négatifs et positifs. Les tests de biopsie, qui impliquent l’insertion d’une longue aiguille pour prélever les tissus de l’organe, sont invasifs et présentent un risque élevé de saignement, d’infection, de douleur et de lésions des tissus voisins.
« Les délais d’exécution peuvent être assez longs, et les fréquences de surveillance sont limitées et nécessitent une analyse hors site », a déclaré Gallon. « Cela peut prendre quatre ou cinq jours pour obtenir des résultats. Et ces quatre ou cinq jours pourraient être cruciaux pour prendre une décision rapide concernant les soins du patient. »
À la recherche d’une alternative, les chercheurs du NorthWestern se sont concentrés sur la température comme biomarqueur clé du rejet initial de la greffe. Les augmentations de température accompagnent généralement l’inflammation, ce que les scientifiques ont constaté dans le modèle animal. Des sauts de température allant jusqu’à 0,6 °C étaient des signaux d’alarme précis, avertissant d’événements imminents de rejet d’organes.
« La température des organes fluctue au cours d’un cycle quotidien dans des circonstances normales », a déclaré le premier auteur Surabhi Madhvapathy, étudiant diplômé du Nord-Ouest. « Nous avons observé des variations anormales de température à plus haute fréquence survenant sur des périodes de huit et 12 heures en cas de rejet de greffe. »
L’appareil est doté d’un thermomètre très sensible, capable de détecter de minuscules changements de température au niveau local du rein. Il peut également mesurer le flux sanguin (mais la température s’est avérée plus efficace comme système d’alerte précoce).
Le capteur logiciel est connecté à un petit ensemble électronique situé à côté de l’organe; une pile bouton alimente l’appareil et les capacités Bluetooth transfèrent les données vers des appareils intelligents externes à proximité.
« Tous les composants électroniques sont enveloppés dans un plastique souple et biocompatible, doux et flexible contre les tissus délicats des reins », a déclaré Madhvapathy. « L’insertion chirurgicale de l’ensemble du système, qui est plus petit qu’une pièce de 20 cents, est une procédure simple et rapide. »
Le système électronique dispose d’une pile bouton et de Bluetooth
Son positionnement sur l’organe situé sous la capsule rénale lui permet de rester en place quelle que soit l’activité physique.
« La capsule maintient le dispositif en bon contact thermique avec le rein sous-jacent », a déclaré Rogers. « Les corps bougent, il y a donc beaucoup de mouvements à gérer. Même le rein lui-même bouge. Et ce sont des tissus mous sans bons points d’ancrage pour les sutures. Il s’agissait de défis techniques de taille, mais ce dispositif constitue une interface douce et transparente qui évite tout risque d’endommagement de l’organe. »
Bien que cette technologie unique en son genre nécessite encore des études plus approfondies et des essais sur l’homme, les scientifiques travaillent déjà à améliorer la conception pour permettre la recharge de sa pile bouton, afin que l’appareil puisse durer toute la vie. Les chercheurs pensent également qu’il pourrait être adapté à la surveillance d’autres organes transplantés.
L’un des scientifiques impliqués dans le projet, le Dr Joaquin Brieva, a reçu une greffe de rein en septembre 2022 et est parfaitement conscient de l’impact d’un tel dispositif de surveillance en temps réel sur la qualité de vie des patients.
« Deux jours après ma greffe, ma fonction rénale était revenue à la normale », a déclaré Joaquin Brieva, qui n’a pas participé à l’étude. « Mais ensuite, vous vous inquiétez de la possibilité d’un rejet rénal. C’est pourquoi vous disposez de ces puissants médicaments et stéroïdes anti-rejet. Vous marchez sur la corde raide de l’anxiété concernant les infections, les complications liées aux médicaments, les divers effets secondaires et le rejet du rein. Vous pouvez gérer une partie de ce problème en ajustant vos médicaments, mais le rejet rénal reste répandu. Votre rein transplanté est extrêmement précieux.
« Avoir cet appareil serait rassurant », a-t-il déclaré. « Il peut détecter tout changement soudain dans la transplantation rénale et détecter un rejet aigu, qui ne donne actuellement aucun signe d’avertissement. »
