Cet article fait partie d'une série d'opinions sur les domaines de l'ingénierie qui changeront le monde en École d'ingénierie Rutgers la faculté.

Par Umer Hassan

Les innovations du monde réel – des sous-marins aux voitures autonomes – viennent directement des mondes imaginaires de la science-fiction. Pensez au tricordeur portable de Star Trek, un appareil de diagnostic médical qui a fait sa première apparition dans la série télévisée originale. Ce précurseur de la science-fiction est en train de changer le visage de la médecine personnalisée en faisant passer le concept du tricordeur à un niveau supérieur.

Aujourd'hui, les diabétiques peuvent anticiper un biocapteur capable de surveiller leur glycémie grâce à la transpiration. Un implant de biocapteur pourrait détecter les mutations génétiques au fur et à mesure qu'elles se produisent, tandis que des chercheurs britanniques développent un biocapteur portable qui collectera des données et évaluera l'efficacité de l'équipement de rééducation et de l'exercice.

D'autres biocapteurs seront capables de détecter rapidement et à peu de frais des conditions médicales coûteuses et potentiellement mortelles telles que la septicémie et le SIDA. En collaboration avec des collègues de l'Université Rutgers, des partenaires cliniques et industriels, mon laboratoire travaille à résoudre ces défis de santé mondiale avec de nouveaux outils axés sur une approche hautement personnalisée de la médecine. Depuis le début de la pandémie du COVID-19, nous espérons également appliquer cette technologie pour lutter contre le coronavirus.

La septicémie – la réponse potentiellement mortelle du corps à l'infection – n'est pas seulement mortelle, c'est la condition médicale hospitalière la plus coûteuse aux États-Unis, les patients qui développent une septicémie passant souvent des jours dans des unités de soins intensifs au coût de 10000 $ par jour – ou plus. Reconnaissant que la septicémie est responsable de jusqu'à 6 millions de décès largement évitables par an, l'Organisation mondiale de la santé a identifié la prévention, le diagnostic et la prise en charge de la septicémie comme une priorité sanitaire mondiale urgente.

En appliquant des compétences en génie électrique et informatique pour identifier de nouveaux biomarqueurs et concevoir des algorithmes d'apprentissage automatique, ou des systèmes d'intelligence artificielle, nous espérons améliorer considérablement les capacités des cliniciens à diagnostiquer, prédire – et finalement gérer – la septicémie. Il ne suffit plus de simplement réagir aux maladies – nous devons les prédire pour traiter les patients de manière beaucoup plus intelligente.

À cette fin, nous construisons un dispositif médical peu coûteux que même les prestataires de soins de santé peu formés peuvent utiliser pour diagnostiquer avec précision la septicémie. Cet appareil automatisé coûterait moins de 10 $ par test et serait simple à utiliser non seulement dans des environnements à ressources limitées, mais partout où un diagnostic de septicémie rapidement confirmé est nécessaire.

En Afrique subsaharienne, où seule une personne sur huit subit même un test de dépistage du VIH, beaucoup de personnes infectées ne sont pas détectées jusqu'à ce qu'elles développent de graves complications de la maladie. Dans un proche avenir, des biocapteurs jetables bon marché, aussi faciles et pratiques à utiliser qu'un test de grossesse à domicile, permettront de détecter les infections chez les personnes vivant avec le VIH / SIDA dans les pays d'Afrique subsaharienne sous-développés. Un objectif secondaire est de développer des capteurs capables de surveiller la réponse d’un patient à la thérapie antirétrovirale qu’il reçoit.

L'impact positif sur la santé et l'économie de ces capteurs se ferait sentir non seulement dans les pays sous-développés, mais aussi aux États-Unis en réduisant le coût d'un seul test de dépistage du VIH de centaines de dollars à 10 dollars seulement.

Une configuration de microscope basée sur un smartphone, fonctionnant avec un Galaxy S9 + attaché à une plate-forme imprimée en 3D, affichera une image de globules blancs.

Mon laboratoire a également fait de la lutte contre le COVID-19 une priorité et une extension naturelle de nos travaux existants. Nous cherchons à développer un capteur capable de mesurer la capacité des globules blancs à tuer le virus chez des patients humains à haut risque. Cela pourrait conduire à de nouvelles interventions thérapeutiques et pourrait aider à développer un test de stratification généralisé rapide et facile à utiliser.

En termes de prédiction des résultats pour la santé et de personnalisation économique des approches thérapeutiques, nous collaborons également avec l'hôpital médical Robert Wood Johnson pour y parvenir en combinant des données de capteurs et des données de dossiers médicaux électroniques.

Faire progresser la médecine personnalisée et la surveillance de la santé est également une préoccupation majeure de mon collègue de la Rutgers School of Engineering, professeur associé en génie électrique et informatique Mehdi Javanmard. Son laboratoire a développé un «laboratoire sur puce» ayant le potentiel de tout surveiller, de la santé aux germes en passant par les polluants.

Le biocapteur innovant de son équipe pourrait être utilisé dans des appareils portables – semblables à l'ancien tricordeur Star Trek – ou des appareils portables qui mesurent les biomarqueurs pour suivre votre santé et votre exposition aux bactéries, virus et polluants nocifs.

Alors qu'un seul biomarqueur est mesuré dans des tests de grossesse à domicile, plusieurs biomarqueurs doivent être suivis simultanément pour diagnostiquer et gérer des conditions de santé complexes telles que les maladies cardiaques, le cancer et les maladies inflammatoires. Le laboratoire sur puce est conçu pour relever ce défi. De plus, au cours des trois à cinq prochaines années, un laboratoire sur puce pourrait analyser rapidement un échantillon de ce qui, le cas échéant, de bactéries nocives se trouve sur la poignée de porte d'une salle de bain; tester une salade pour la présence d'E. coli ou de bactéries Salmonella; ou même testez rapidement la grippe.

À terme, une future version du smartphone sera le véritable tricordeur de demain. Les capteurs de santé basés sur les smartphones transformeront à terme le smartphone en un appareil de surveillance et de diagnostic intelligent et tout-en-un.

Umer Hassan, professeur adjoint de génie électrique et informatique à l'école d'ingénierie de l'Université Rutgers, est titulaire d'une nomination conjointe au Rutgers Global Health Institute.

Notre journalisme a besoin de votre soutien. Veuillez vous abonner aujourd'hui à NJ.com.

Voici comment soumettre un éditorial ou une lettre à l'éditeur. Signet NJ.com/Opinion. Suivez-nous sur Twitter @NJ_Opinion et sur Facebook à Opinion NJ.com. Recevez les dernières actualités directement dans votre boîte de réception. Souscrire aux newsletters de NJ.com.


Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *