Des chercheurs ont développé de minuscules microsphères de hydrogel ingérables remplies de bactéries modifiées génétiquement qui s’illuminent en présence de sang dans l’intestin, offrant potentiellement un moyen rapide et non invasif de surveiller les maladies intestinales. Chez des modèles de souris atteints de colite, les capteurs ont détecté l’hème — un composant du sang — en quelques minutes et ont produit des signaux plus forts à mesure que la gravité de la maladie augmentait.
Les maladies gastro-intestinales, y compris le cancer colorectal et les maladies inflammatoires de l’intestin comme la colite, touchent des millions de personnes aux États-Unis et peuvent provoquer des saignements intestinaux, de la diarrhée et des crampes abdominales. Le diagnostic de référence actuel pour de nombreuses affections gastro-intestinales basses est la coloscopie, au cours de laquelle un endoscope muni d’une caméra est inséré dans le gros intestin. Malgré sa valeur clinique, l’invasivité de la procédure et la préparation intestinale qu’elle nécessite amènent certains patients à l’éviter, selon l’American Chemical Society.
Pour explorer une approche plus douce, des chercheurs dont Ying Zhou, Bang-Ce Ye et Zhen-Ping Zou ont contribué à développer des capteurs bactériens qui émettent de la lumière lorsqu’ils détectent l’hème, un composant des globules rouges signalant un saignement intestinal. Les versions antérieures de ces capteurs bactériens avaient tendance à se dégrader dans le tractus digestif et étaient difficiles à récupérer après passage dans le corps.
Dans ce nouveau travail, rapporté dans ACS Sensors, l’équipe a encapsulé ses bactéries modifiées sensibles à l’hème avec des particules magnétiques à l’intérieur de petites gouttelettes d’alginate de sodium, un agent épaississant largement utilisé dans les aliments. Ce procédé a produit des microsphères de hydrogel robustes capables de traverser le tractus gastro-intestinal. Lors de tests en laboratoire avec des fluides digestifs simulés, le revêtement de hydrogel a protégé les bactéries tout en permettant à l’hème d’y accéder et d’activer un signal lumineux.
Les chercheurs ont ensuite administré les microsphères par voie orale à des modèles de souris atteints de colite représentant une activité de la maladie allant de nulle à sévère. Après que les microsphères ont traversé les intestins des animaux, l’équipe a récupéré les particules des fèces à l’aide d’un aimant. Le nettoyage et l’analyse du signal ont pris environ 25 minutes. Dans ces expériences, les capteurs ont produit des signaux lumineux plus intenses chez les souris présentant une colite plus avancée, indiquant des niveaux plus élevés d’hème, tandis que les tests sur des souris saines suggéraient que les microsphères étaient biocompatibles et ne causaient pas de dommages évidents.
« Cette technologie offre un nouveau paradigme pour la détection rapide et non invasive des maladies gastro-intestinales », a déclaré Ying Zhou, co-auteur de l’étude, dans un communiqué de l’American Chemical Society.
L’étude, intitulée « Magnetic Hydrogel: Enhanced Bacterial Biosensor for Speedy Gut Disease Detection », paraît dans ACS Sensors (2025 ; DOI : 10.1021/acssensors.5c01813). Selon le rapport d’ACS et de ScienceDaily sur ce travail, les microsphères bactériennes encapsulées n’ont pas encore été testées chez l’humain, mais les chercheurs estiment que des capteurs similaires pourraient un jour aider à diagnostiquer les maladies gastro-intestinales, surveiller les réponses des patients aux traitements et suivre les évolutions de la maladie dans le temps. Les auteurs remercient pour le financement la National Natural Science Foundation of China, le National Key Research and Development Program of China et la China Postdoctoral Science Foundation.
À ce stade, les experts soulignent que les résultats proviennent d’études animales, et des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour déterminer si de telles « pilules » bactériennes pourraient un jour servir de complément ou d’alternative pratique à certaines évaluations basées sur la coloscopie en pratique clinique.
