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Mise au point d'une méthode d'analyse d'urine pour l'urétérolithiase

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L'urétérolithiase (néphrolithiase ou calculs rénaux) est une maladie affectant les voies urinaires. Les calculs rénaux sont dus à l'accumulation de certains sels et minéraux qui forment des cristaux, qui à leur tour se collent les uns aux autres et s'élargissent pour former une masse dure dans les reins.

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Les calculs se déplacent dans les voies urinaires et peuvent provoquer du sang dans l'urine, des douleurs considérables et des blocages dans le système urinaire.

L'analyse métabolique de l'urine d'un patient souffrant de calculs rénaux pour identifier les métabolites tels que les minéraux et les solutés qui provoquent la formation de calculs est essentielle pour prévenir la formation de nouveaux calculs. Ce test est actuellement effectué en demandant au patient de recueillir son urine sur une période de 24 heures dans un grand récipient. Le conteneur est ensuite envoyé à un laboratoire pour analyse et les résultats reviennent normalement au bout de 7 à 10 jours.

Des scientifiques de l'Université d'État de Pennsylvanie (University Park, PA, États-Unis) et leurs collègues ont mis au point SLIPS-LAB (Slippery Liquid-Infused Porous Surface Laboratory), un système de bioanalyse à base de gouttelettes, pour la mesure rapide des analytes urinaires associés aux pierres. Les propriétés ultra-répulsives et anti-salissures du SLIPS, qui est une technologie de surface d'inspiration biologique, permettent la manipulation autonome de liquides et la manipulation d'échantillons physiologiques sans procédures compliquées de préparation des échantillons ni équipement de soutien.

L'équipe a utilisé des kits de tests enzymatiques et colorimétriques pour mesurer les profils métaboliques dans l'urine. Le dosage de l'acide urique a été obtenu auprès de BioAssay Systems (Hayward CA, USA). Les expériences de calibration ont été réalisées à l'aide de SLIPS-LAB et d'un lecteur de microplaques FlexStation 3 (Molecular Devices, San Jose, CA, USA). Les performances de SLIPS-LAB pour un test urinaire ponctuel ont été comparées aux procédures manuelles dans des plaques de 96 puits. Une étude de validation a été réalisée en utilisant SLIPS-LAB pour détecter les échantillons d'urine de patients souffrant de calculs urinaires.

L'appareil SLIPS-LAB à six lentilles a été conçu pour l'évaluation métabolique des calculs urinaires. L'appareil effectue des tests colorimétriques et enzymatiques en parallèle pour détecter le calcium, le citrate, l'acide urique, l'oxalate et le pH, qui sont parmi les analytes urinaires les plus pertinents sur le plan clinique pour évaluer le risque de calculs et la réponse au traitement. Les analytes urinaires associés aux calculs des échantillons d'urine de 24 heures de 15 personnes ont été examinés à l'aide de SLIPS-LAB. Pour étudier les profils métaboliques, les données ont été normalisées aux valeurs physiologiques typiques des urines de 24 heures.

Les résultats des tests peuvent ensuite être lus à l'aide d'un scanner ou d'un téléphone portable, et l'image numérisée peut ensuite être analysée à l'aide d'un algorithme informatique. Toutes ces étapes, selon les auteurs, prendraient environ 30 minutes dans un cabinet médical. Un avantage supplémentaire, selon eux, est que SLIPS-LAB est plus rentable que les tests réguliers effectués 24 heures sur 24.

Pak Kin Wong, PhD, professeur de génie biomédical et chercheur principal de l'étude, a déclaré : "Nous avons démontré que SLIPS-LAB permet au réactif et à l'échantillon de se déplacer et d'effectuer les réactions pour nous. Cela signifie que la technologie ne nécessite pas de technicien pour faire fonctionner les machines de test, il est donc possible de faire le test dans des environnements non traditionnels, comme le cabinet d'un médecin ou même le domicile du patient"

Les auteurs ont conclu que SLIPS-LAB permettra une détection rapide et rentable et fournira des informations diagnostiques et des suggestions de traitement personnalisées aux personnes souffrant de calculs urinaires. L'étude a été publiée le 22 mai 2020 dans la revue Science Advances.