Lorsqu'une crise cardiaque est suspectée, le temps et la capacité de détecter précocement les modifications cardiaques sont des facteurs décisifs, en particulier lorsque l'on fait la lumière sur la récente étude de l'Organisation mondiale de la santé (OMS), une organisation selon laquelle les maladies cardiovasculaires continuent d'être la principale cause de décès dans le monde, ayant par exemple été responsables d'environ 19,8 millions de décès en 2022, soit environ 32 % de tous les décès enregistrés dans le monde, même au cours d'une année où la pandémie de Covid-19 a sévi. De ce total, 85 % résultaient de crises cardiaques et d’accidents vasculaires cérébraux. L'OMS elle-même souligne l'importance d'un dépistage précoce afin que le traitement puisse être démarré le plus rapidement possible.
Dans ce scénario, l’analyse des troponines, protéines libérées dans la circulation sanguine lors de lésions du muscle cardiaque, est devenue un outil fondamental pour enquêter sur les patients suspectés d’infarctus aigu du myocarde (IAM). Au Brésil, les lignes directrices 2025 sur les soins de la douleur thoracique établissent la troponine cardiaque de haute sensibilité comme marqueur de choix dans l'investigation de l'IAM. Plus la méthode est sensible, plus grande est sa capacité à identifier de très petites concentrations du biomarqueur et à faciliter l’évaluation des premiers changements.
L’enjeu est de combiner cette forte capacité analytique avec des appareils simples et accessibles qui pourront, à l’avenir, être utilisés en dehors des grands laboratoires. Les biocapteurs utilisent souvent des nanoparticules d'or en raison de la biocompatibilité et des propriétés électroniques du métal, mais leur coût et leur moindre abondance peuvent limiter les applications à grande échelle. Le nickel (Ni) et le cobalt (Co), en revanche, sont des alternatives économiquement plus viables et présentent des caractéristiques électrochimiques favorables, telles qu'une bonne conductivité et la capacité de faciliter le transfert d'électrons. Cependant, jusqu’à présent, aucune comparaison systématique entre les particules d’alliage Ni, Co et NiCo n’avait été réalisée pour l’application proposée par les chercheurs.
C'est sur la base de ce problème que Luiz Otávio Orzari, Jéssica Rocha Camargo et Bruno Campos Janegitz, chercheurs de l'Université fédérale de São Carlos (UFSCar), ont développé de nouveaux immunocapteurs électrochimiques multiplexés pour déterminer les concentrations de troponine C cardiaque (TNNC1). L'ouvrage, intitulé « Immunocapteurs électrochimiques multiplexés modifiés avec des particules de Ni et Co pour la détermination de la troponine C cardiaque dans des échantillons d'intérêt clinique et biologique »a été publié dans le Microchemical Journal d'Elsevier en 2026.
L'innovation rassemble des caractéristiques importantes dans un même système. Les chercheurs ont développé des électrodes jetables à partir d’une peinture au carbone conductrice à faible coût, ont déposé des particules d’alliage de nickel, de cobalt et de NiCo sur leur surface et ont construit un dispositif doté de plusieurs électrodes de travail. Grâce à cela, différentes mesures peuvent être effectuées simultanément et indépendamment sur le même échantillon, réduisant ainsi le volume nécessaire et permettant de comparer différentes réponses en une seule analyse.
Cette architecture multiplexée est particulièrement pertinente car elle pointe vers une plateforme qui, à l’avenir, pourra être adaptée pour étudier simultanément différents biomarqueurs. Au lieu de dépendre d’une seule information biologique, les dispositifs de ce type peuvent contribuer à des diagnostics basés sur un ensemble d’indicateurs, avec le potentiel de rendre les analyses plus rapides et plus informatives.
Dans l’étude, les trois systèmes développés étaient capables de déterminer la troponine C cardiaque à des concentrations comprises entre 1,0 fg/mL et 1,0 ng/mL, atteignant une limite de détection expérimentale de 1,0 fg/mL. Pour démontrer que le dispositif pourrait fonctionner au-delà des solutions simplifiées de laboratoire, les chercheurs ont également évalué son application sur des échantillons d'intérêt clinique et biologique, notamment le sérum sanguin humain et la salive synthétique, obtenant des performances jugées adéquates compte tenu du faible coût des matériaux utilisés.
Une autre différence réside dans le choix de la troponine C elle-même. Bien que les troponines I et T soient les biomarqueurs traditionnellement utilisés en routine clinique, TNNC1 présente des défis particuliers : il est également présent dans le muscle squelettique et, historiquement, a reçu moins d’attention en tant que cible analytique. Les progrès en matière de bioconjugaison, de fonctionnalisation de surface et de sélection d’anticorps nous permettent cependant d’explorer de nouvelles façons de le détecter et d’étudier sa contribution aux plateformes de diagnostic.
Les auteurs résument l'applicabilité de l'avancée en concluant que « le système proposé démontre son potentiel en tant qu'outil polyvalent et peu coûteux pour des applications dans le diagnostic de l'infarctus aigu du myocarde au point d'intervention ». La note est importante car elle fait passer l'innovation de la simple obtention d'un capteur plus sensible à un plus grand défi dans le domaine : développer des technologies analytiques alliant sensibilité, faible coût, portabilité et possibilité de réaliser de multiples analyses.
En utilisant des matériaux plus accessibles et une architecture jetable et multiplexée, la recherche établit une base technologique qui peut contribuer au développement futur d’appareils au point d’intervention – des systèmes conçus pour effectuer des tests à proximité du patient, sans nécessairement dépendre de la structure d’un laboratoire central. Cette avancée est encore expérimentale et ne remplace pas les méthodes de diagnostic établies, mais elle démontre une voie prometteuse pour rendre les outils de détection de biomarqueurs de plus en plus sensibles, polyvalents et accessibles.
La recherche a été soutenue par l’Institut national des sciences et technologies en nanotechnologie pour une agriculture durable (INCT NanoAgro), en plus de la participation de chercheurs liés à l’UFSCar. Les travaux repoussent les frontières d'application de la nanotechnologie et des matériaux nanostructurés, montrant comment les connaissances développées dans ce domaine peuvent également générer des solutions efficaces pour la santé et le développement de nouvelles technologies de diagnostic.
