Les travaux du physicien français Albert Fert, récompensés par le prix Nobel de physique en 2007, vont-ils révolutionner la pratique des examens biologiques ? Le principe de la magnétorésistance géante (GMR), codécouvert par Fert et l'allemand Peter Grünberg en 1988, a en effet été utilisé par des chercheurs américains pour concevoir un prototype étonnant de laboratoire sur puce.

Dans les prochaines années, le dispositif, qui aura la taille d'un lecteur de carte de crédit, devrait permettre de réaliser instantanément des dizaines de dosages biologiques, à partir d'un microéchantillon de sang ou d'urine déposé sur une carte magnétique. «Pensez à la vitesse à laquelle votre PC lit les données d'un disque dur, et imaginez la même technologie pour suivre vos paramètres de santé», s'enthousiasme Marc Porter (université d'Utah), coauteur de ces travaux récemment publiés dans une revue de référence, Analytical Chemistry.

Laboratoire de poche

Détection d'agents infectieux ; recherche de marqueurs de cancer ; dépistage précoce des pathologies cardio-vasculaires ou de la maladie d'Alzheimer ; mais aussi dosages de routine d'hormones ou du cholestérol… À terme, les biopuces magnétiques pourront réaliser des bilans de santé complets en quelques minutes. Et ils devraient être peu onéreux, la technologie étant déjà largement répandue dans d'autres domaines.

De fait, c'est grâce à la magnétorésistance géante (GMR) que les fabricants d'ordinateurs ont réussi à augmenter de façon phénoménale la capacité des disques durs depuis dix ans. Son principe : quand un champ magnétique est appliqué à des multicouches métalliques de quelques nanomètres d'épaisseur, alternativement magnétiques et non magnétiques, la résistance électrique est fortement modifiée. Cette propriété est mise à profit pour capter des courants magnétiques de façon très sensible, avec des capteurs extrêmement petits. D'où les applications en informatique et dans bien d'autres secteurs industriels.

En biologie, les premiers prototypes ont été mis au point il y a déjà six ou sept ans, selon Myriam Pannetier-Lecœur, physicienne au Commissariat à l'énergie atomique (CEA). Depuis, des équipes s'y sont attelées partout dans le monde. «La voie magnétique est l'une des voies de recherche pour les laboratoires sur puce, confirme Claude Fermon, également physicien au CEA. Pour l'instant, beaucoup reposent sur le principe de fluorescence, mais le défi des systèmes magnétiques est à terme de détecter mieux et de façon plus reproductible.» Les laboratoires de poche qui détectent de l'ADN par amplification et fluorescence ont effectivement pris une longueur d'avance. Quelques tests sont déjà au point, notamment pour le diagnostic du virus H5N1 de la grippe aviaire.

Mais avec les capteurs GMR, comment passera-t-on d'un détecteur de champ magnétique à des dosages biologiques ? «L'astuce, explique Myriam Pannetier-Lecœur, c'est d'une part de fixer sur le capteur magnétique des molécules capables d'accrocher le bout d'ADN ou le virus à détecter, et d'autre part d'avoir des nanobilles magnétiques qui ont sur leur surface d'autres molécules capables aussi de s'accrocher à l'objet que l'on cherche à détecter.» Le capteur magnétique sert alors à détecter les nanobilles magnétiques accrochées.

«Le challenge est de pouvoir détecter une seule particule accrochée, précise Claude Fermon. Pour cela, la technologie GMR ne suffira pas. Une nouvelle génération de biopuces est actuellement développée, basée sur une technologie dite de magnéto-résistance tunnel. Nous espérons qu'elle apportera la sensibilité suffisante pour que les biopuces magnétiques deviennent une réalité quotidienne.» L'équipe de Marc Porter espère, elle, commencer les essais chez l'homme dans moins de cinq ans.