Des millions de personnes donnent leur sang chaque année, sauvant ainsi d’innombrables vies. Une fois le don de sang terminé, le plasma et les globules blancs seront séparés, et la suspension de globules rouges restante est le produit de transfusion sanguine le plus couramment utilisé en pratique clinique. Dans la plupart des pays, il peut être conservé sous forme liquide à basse température pendant 42 jours maximum.
Cependant, les globules rouges subissent progressivement des changements structurels au cours du processus de stockage au froid, la membrane cellulaire devient fragile et divers métabolites nocifs s'accumulent, entraînant une diminution de la qualité du sang. Par conséquent, les globules rouges sont généralement considérés comme ne pouvant plus être transfusés après six semaines. Ce qui est encore plus gênant, c'est que même dans les mêmes conditions et pendant la même durée de stockage, les globules rouges de différents donneurs de sang « vieillissent » à des rythmes différents. Leur atténuation qualitative est affectée par de nombreux facteurs tels que le statut métabolique du donneur, son mode de vie, son poids, son sexe et son âge, et varie considérablement. Ces différences individuelles sont souvent difficiles à identifier à temps dans les hôpitaux et les centres de transfusion sanguine. La principale raison est l’absence d’une méthode d’analyse de la qualité du sang rapide et peu coûteuse pouvant être utilisée en pratique clinique de première ligne avant la transfusion.
Des chercheurs de l'Université du Colorado Boulder et du centre médical Anschutz de l'Université du Colorado ont récemment développé un nouveau dispositif de détection compact, peu coûteux et facile à utiliser, dans l'espoir de fournir une solution aux problèmes ci-dessus. L'équipe envisage qu'à l'avenir, cet appareil puisse être transformé en une « puce » de la taille d'une pièce de monnaie, qui peut être directement insérée dans un smartphone et fournir des résultats de test en deux minutes environ via l'appareil photo du téléphone et l'application de support, permettant une évaluation instantanée au chevet du patient.
Le principe de fonctionnement de cette puce repose sur la technologie microfluidique acoustique. Des électrodes sont disposées à la surface de la puce. Lorsque le courant passe à travers, des ondes acoustiques de surface similaires aux ondes sonores sont générées sur la couche supérieure, qui agissent sur une petite goutte de sang placée à la surface de la puce. Sous l'action d'ondes acoustiques, les globules rouges vont vibrer et s'échauffer progressivement jusqu'à leur rupture, ce qui équivaut à un « test d'effort miniature » sur les globules rouges : plus ils se rompent vite, plus les globules rouges sont fragiles et moins bonne est la qualité globale du sang.
Dans le cadre de cette expérience, les chercheurs ont testé chaque semaine des échantillons de sang provenant de plusieurs donneurs de sang sains pendant une période de conservation de 42 jours. Les résultats montrent qu'à mesure que la durée de conservation est prolongée, les globules rouges de certains donneurs se rompront à des températures plus basses et à des moments plus précoces, et la qualité aura considérablement diminué avant d'atteindre la « date de péremption » officielle. Cela montre que se fier uniquement à une durée de conservation uniforme ne suffit pas pour refléter avec précision le véritable statut de chaque poche de sang à un moment donné.
Pour confirmer si les vibrations acoustiques étaient essentielles, l’équipe a également tenté d’observer la rupture thermique des globules rouges grâce au seul contrôle précis de la température, et les a comparés entre différents donneurs et différents moments. L’étude a révélé que le chauffage seul ne peut pas distinguer efficacement les différences dans les propriétés des globules rouges entre les donneurs sans superposer des vibrations acoustiques. Cependant, après avoir ajouté des vibrations acoustiques, ces différences peuvent être clairement affichées.
Les chercheurs notent que cette technique montre que la qualité des globules rouges est affectée à la fois par la durée de stockage et par les différences biologiques individuelles. Une fois que les poches de sang de moindre qualité peuvent être identifiées avant la transfusion, les hôpitaux peuvent donner la priorité à leur utilisation le plus rapidement possible, améliorant ainsi l'utilisation des ressources sanguines et offrant une meilleure assurance de traitement aux patients. Dans le même temps, ce type de test devrait également aider les médecins à prédire le comportement des globules rouges du receveur dans l'organisme après la transfusion, optimisant ainsi les décisions en matière de transfusion sanguine.
Actuellement, il reste encore beaucoup de travail à faire avant que cette méthode soit largement déployée dans les hôpitaux, notamment une vérification plus approfondie, des améliorations techniques et une intégration avec les processus de transfusion sanguine existants. À l’avenir, l’équipe de recherche espère étendre l’application sur cette base, utiliser la même voie technique pour détecter plusieurs facteurs qui affectent les cellules sanguines ou les niveaux de protéines spécifiques dans le sang, et développer davantage d’outils de diagnostic au point d’intervention. Le document de recherche pertinent a été publié dans le dernier numéro de la revue « Lab on a Chip » et le résumé de recherche a été publié par l'Université du Colorado à Boulder.