Nanoparticules d’Or dans la Biosurveillance et la Médecine Personnalisée : Transformer le Diagnostic avec Précision

Les nanoparticules d’or (AuNP) se sont imposées comme l’un des matériaux les plus polyvalents en biosurveillance et en médecine personnalisée, offrant une précision inégalée pour la détection, l’amplification du signal et la reconnaissance moléculaire. Leurs propriétés optiques et électroniques distinctives, principalement guidées par la résonance plasmonique de surface localisée (LSPR), permettent une large gamme d’applications sur des plateformes diagnostiques, des tests colorimétriques à flux latéral jusqu’aux biocapteurs génomiques basés sur la spectroscopie Raman.

La puissance des nanoparticules d’or dans la biosurveillance moderne

Les nanoparticules d’or sont devenues des éléments indispensables du biosensing grâce à leur capacité à générer des changements de couleur plasmonique intenses. L’oscillation collective des électrons à la surface des AuNP sous exposition lumineuse provoque des décalages optiques détectables visuellement ou par spectroscopie. Un exemple notoire est l’intégration des AuNP dans les tests rapides à flux latéral COVID-19, où des anticorps conjugués à des nanoparticules d’or se lient spécifiquement aux protéines virales prélevées par écouvillon nasal. En quelques minutes, une ligne rouge nette apparaît sur la bandelette de test, reflétant la signature de résonance optique des nanoparticules d’or (Ferrari et al., 2023 ; Hegde et al., 2021 ; Dong et al., 2023). Cette approche simple mais puissante a redéfini le diagnostic antigénique rapide à l’échelle mondiale et illustré la capacité des AuNP à fournir des résultats de qualité laboratoire au point de service.

Détection multiplexée : un test, plusieurs cibles

Les innovations récentes vont au-delà de la détection d’un seul pathogène. La biosurveillance multiplexée utilisant des AuNP de formes et tailles contrôlées offre l’analyse parallèle de multiples biomarqueurs sur une seule plateforme. Par exemple, Zhang et al. (2024) ont développé un nanobiocapteur colorimétrique à base de différentes morphologies de nanoparticules d’or fonctionnalisées pour la détection simultanée des virus de la grippe et du SARS-CoV-2. Les nanosphères d’or étaient modifiées par des oligonucléotides spécifiques du virus de la grippe A, tandis que des nanoshells d’or étaient modifiés pour le SARS-CoV-2. En présence de leur cible respective, les AuNP restaient stables, mais s’agrégeaient en l’absence de cible, fournissant une coloration distincte pour chaque analyse. Yen et al. (2015) ont utilisé les propriétés optiques dépendantes de la taille des nanoparticules d’argent triangulaires pour développer un test LFA multiplexé détectant simultanément la protéine NS1 du virus de la dengue, la protéine NS1 de la fièvre jaune et la glycoprotéine du virus Ebola ; les trois anticorps monoclonaux étaient déposés sur une seule ligne de test, et le tampon de conjugaison chargé d’un mélange d’AgNP orange, rouge et vert, fonctionnalisées pour chaque cible. De tels biocapteurs multi-analytes augmentent considérablement l’efficacité du diagnostic et réduisent le volume d’échantillon, ce qui est crucial pour la santé portable en zones isolées ou à faible ressources.

Biocapteurs électrochimiques : amplifier la sensibilité grâce à l’or

En biosensing électrochimique, les AuNP servent d’amplificateurs de signal et de plates-formes pour la bioreconnaissance. Leur surface conductrice est fonctionnalisable avec des enzymes, aptamères ou anticorps, transformant une interaction biochimique en courant électrique détectable. Kim et al. (2019) ont élaboré un complexe hyaluronate–AuNP/glucose oxydase (HA-AuNP/GOx) intégré à une puce ASIC basse consommation pour un biosenseur de glucose patch non invasif et sans fil. Ce système a révélé une détection du glucose dans la gamme des picomoles, adaptée à la surveillance continue du diabète, avec une forte corrélation vis-à-vis des glucomètres commerciaux. Cela illustre le potentiel des électrodes à enzyme–AuNP hyper sensibles pour le suivi diabétique en temps réel et sur la peau. Des études récentes montrent que les électrodes modifiées par des AuNP permettent la détection fiable du glucose, du cholestérol et de biomarqueurs cardiaques à l’échelle nanomolaire (Jamshidnejad-Tosaramandani et al., 2024 ; Khaleque, et al., 2023 ; Upadhaya, et al., 2025), démontrant ainsi le rôle de passerelle des biocapteurs à base d’or entre le diagnostic classique et la surveillance médicale continue ou portable pour la médecine personnalisée.

Médecine de précision via le profilage génétique nano-assisté

La convergence des AuNP avec la médecine génomique offre un potentiel extraordinaire pour le diagnostic personnalisé. Des études récentes (Lyu et al., 2024 ; Issatayeva et al., 2024 ; Li et al., 2023) mettent en lumière le pouvoir des biocapteurs SERS à base d’or pour discriminer des mutations ponctuelles au sein de séquences d’ADN oncogéniques. Ces biocapteurs avancés détectent les altérations moléculaires subtiles souvent manquées par les méthodes classiques, permettant une détection précoce des cancers et un choix thérapeutique en accord avec le patrimoine génétique de chaque patient. Cette avancée démontre que la médecine personnalisée s’appuie désormais sur des capteurs nanoplasmoniques pour délivrer des résultats rapides et précis, du laboratoire hautement équipé jusqu’au domicile du patient.

L’avenir du biosensing à nanoparticules d’or

Les nanoparticules d’or ne sont plus de simples marqueurs passifs, mais de véritables moteurs de diagnostics intelligents. Grâce à une chimie de surface modulable, des propriétés optiques polyvalentes et leur intégration fluide aux plateformes numériques médicales, elles s’affirment comme le cœur des biocapteurs de demain. Les avancées dans la synthèse écologique et les revêtements biocompatibles en renforcent la sécurité et la reproductibilité, tandis que la miniaturisation des dispositifs plasmoniques et électrochimiques ouvre la voie à un suivi patient temps réel et à la mesure de réponses thérapeutiques personnalisées. La convergence des biosenseurs à AuNP et des technologies numériques propulse la médecine de précision vers un avenir prédictif, accessible et connecté.

Références

1. Ferrari E. (2023). Gold Nanoparticle-Based Plasmonic Biosensors. Biosensors, 13(3), 411. https://doi.org/10.3390/bios13030411
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3. Dong, T., Wang, M., Liu, J., Ma, P., Pang, S., Liu, W., & Liu, A. (2023). Diagnostics and analysis of SARS-CoV-2: current status, recent advances, challenges and perspectives. Chemical science, 14(23), 6149–6206. https://doi.org/10.1039/d2sc06665c
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5. Yen, C. W., de Puig, H., Tam, J. O., Gómez-Márquez, J., Bosch, I., Hamad-Schifferli, K., & Gehrke, L. (2015). Multicolored silver nanoparticles for multiplexed disease diagnostics: distinguishing dengue, yellow fever, and Ebola viruses. Lab on a chip, 15(7), 1638–1641. https://doi.org/10.1039/c5lc00055f
6. Kim, S.-K., Jeon, C., Lee, G.-H., Koo, J., Cho, S. H., Han, S., Shin, M. H., Sim, J.-Y., & Hahn, S. K. (2019). Hyaluronate-Gold Nanoparticle/Glucose Oxidase Complex for Highly Sensitive Wireless Non-invasive Glucose Sensors. ACS Applied Materials & Interfaces, 11(40), 37347-37356 https://doi.org/10.1021/acsami.9b13874
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8. Khaleque, M. A., Hossain, M. I., Ali, M. R., Bacchu, M. S., Saad Aly, M. A., & Khan, M. Z. H. (2023). Nanostructured wearable electrochemical and biosensor towards healthcare management: a review. RSC advances, 13(33), 22973–22997. https://doi.org/10.1039/d3ra03440b
9. Upadhaya, A., Pegu, J., Singh, Y. D., & Ngomle, S. (2025). Nanoparticle-enabled portable biosensors for early detection and monitoring of non-communicable diseases: A focus on diabetes, cardiovascular, and cancer diagnostics. Biosensors and Bioelectronics: X, 26, 100675. https://doi.org/10.1016/j.biosx.2025.100675
10. Lyu, N., Hassanzadeh-Barforoushi, A., Rey Gomez, L. M., Zhang, W., & Wang, Y. (2024). SERS biosensors for liquid biopsy towards cancer diagnosis by detection of various circulating biomarkers: current progress and perspectives. Nano convergence, 11(1), 22. https://doi.org/10.1186/s40580-024-00428-3  
11. Issatayeva, A., Farnesi, E., Cialla-May, D., Schmitt, M., Rizzi, F. M. A., Milanese, D., Selleri, S., & Cucinotta, A. (2024). SERS-based methods for the detection of genomic biomarkers of cancer. Talanta, 267, 125198. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125198
12. Li, C. H., Chan, M. H., Chang, Y. C., & Hsiao, M. (2023). Gold Nanoparticles as a Biosensor for Cancer Biomarker Determination. Molecules (Basel, Switzerland), 28(1), 364. https://doi.org/10.3390/molecules28010364