Un dispositif portable de test du gluten dans l’alimentation sur le lieu d’intervention se profile à l’horizon
La maladie cœliaque affecte entre 1 et 2 % de la population européenne, avec des coûts directs de santé publique estimés à environ 3 milliards d’euros par an. Les personnes atteintes de la maladie cœliaque peuvent contracter de graves symptômes. Les immunoréactions entraînent la destruction des villosités intestinales, des protubérances en forme de doigt dans l’intestin grêle. Il en résulte une absorption réduite des nutriments, une potentielle malnutrition et une lésion permanente de l’intestin.
Les difficultés et les solutions proposées
«Il n’existe aucun traitement médical efficace connu pour soigner la maladie cœliaque, et la thérapie consiste seulement en une alimentation sans gluten à vie», souligne Alessandra Maria Bossi, coordinatrice du projet GEMS et professeure adjointe au Département de biotechnologie de l’Université de Vérone. «Le principal objectif du projet GEMS consistait donc à élaborer un capteur chimique portable pour effectuer un test rapide de la teneur en gluten des aliments sur le lieu d’intervention.» Ce capteur devait remplir comme premiers critères le fait de proposer une valeur commerciale élevée, d’être rapide, bon marché et robuste, tout en étant sensible. Actuellement, les kits de test disponibles pour tester le gluten sont principalement basés sur l’essai par immunosorbant lié à une enzyme (ELISA) qui implique les enzymes et les anticorps.
Un régime sans gluten au menu
Avec le financement du programme Marie Skłodowska‑Curie, le projet GEMS a mis au point une méthode électrochimique qui reconnaît la molécule du gluten. En exploitant l’expertise en électrochimie de Zofia Iskierk, titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie, combinée à l’expérience de Mme Bossi dans les matériaux de reconnaissance, cette unité de reconnaissance du gluten a été préparée en utilisant la technologie des polymères à empreinte moléculaire (MIP). Pour mettre en œuvre cette technologie, les chercheurs ont imprimé des impressions moléculaires de la cible, un épitope du gluten, à savoir une petite portion caractéristique de la protéine du gluten, pour élaborer le polymère de reconnaissance du gluten. En reconnaissant les molécules du gluten, ce matériau sélectif se comporte comme les anticorps. Toutefois, les MIP peuvent être produits de manière bien plus abordable; leurs avantages ajoutés sont la robustesse, une durée de conservation plus longue et la compatibilité de stérilisation. Décomposée en étapes, la recherche menée par le projet GEMS a mis au point un protocole d’identification unique des épitopes du gluten, ainsi qu’une méthode pour identifier le meilleur monomère à utiliser. Pour les électrodes, il existe un protocole de synthèse pour les films fins de MIP et un profil de caractérisation de l’apparence physique des électrodes à base de MIP. La caractérisation fonctionnelle de la sélectivité et de la sensibilité du capteur chimique à base de MIP a également été évaluée. Les défis et le progrès sont intimement liés «L’analyse de l’échantillon réel s’est avérée être un défi inattendu rencontré dans le cadre du projet GEMS», souligne Mme Bossi. «En termes analytiques, le fait d’avoir affaire à des aliments peut présenter de nombreux obstacles de recherche. Le test d’un large éventail d’aliments contenant du gluten implique, en particulier, l’analyse des matériaux les plus diversifiés en termes de compositions et de formes physiques, allant de la pizza à la soupe épaissie avec de la farine de blé.» Il a alors fallu se poser la question clé inattendue: Comment traiter les échantillons alimentaires avant de déterminer leur teneur en gluten au moyen d’un capteur de gluten? Pour tester la performance du capteur, les chercheurs ont inclus des protéines de gluten entières, ainsi que des extraits de gluten provenant de semoule, de riz et de lactosérum. À titre de comparaison, ils ont utilisé les kits ELISA disponibles dans le commerce. «Jusqu’à présent, les résultats obtenus avec le capteur de gluten sont encourageants», conclut Mme Bossi. «Parallèlement à la définition de procédures pré‑analytiques, nous avons besoin d’études plus approfondies sur les interférences introduites par les liaisons moléculaires des aliments dans la détection et leur influence sur les mesures.» Les chercheurs estiment qu’un dispositif portable de test sur le lieu d’intervention est réalisable en deux ans.
Mots‑clés
GEMS, gluten, alimentation, capteur, épitope, polymère à empreinte moléculaire (MIP)
