Développement d’un capteur électrochimique à base de pâte de carbone graphite pour la détection et la différenciation des cellules cancéreuses de la vessie

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Madame ZAHID Salma, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : « Développement d’un capteur électrochimique à base de pâte de carbone graphite pour la détection et la différenciation des cellules cancéreuses de la vessie».

La soutenance publique aura lieu le Samedi 05 Décembre 2026 à 10h00 à la Salle Polyvalente, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, devant le jury composé de :

• Madame Malika ECHAJIA : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Présidente ;

• Monsieur Tariq El Ouafy : Maître de Conférence Habilité, Faculté de la Médecine, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur ;

• Monsieur Mustapha Oubenali : Maître de Conférence Habilité, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur ;

• Monsieur Said Belouad : Professeur, Faculté des Sciences Ben’Msik, Université Hassan II, Casablanca, Rapporteur ;

• Monsieur Salah Eddine El Qouatli : Maître de Conférence Habilité, Faculté des Sciences et Techniques, Université Moulay Smail, Errachidia, Examinateur ;

• Monsieur Abdelilah CHTAINI : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Directeur de thèse .

Résumé:

Le cancer de la vessie est l’un des cancers les plus fréquents dans le monde, et le quatrième chez l’homme. Son diagnostic repose encore sur la cystoscopie et la cytologie urinaire, des méthodes invasives, coûteuses ou peu sensibles. Cette thèse développe un capteur électrochimique à électrode à pâte de carbone graphite (CPE), préparée manuellement, pour détecter et différencier directement les cellules cancéreuses de la vessie, sans traitement préalable des tissus. La voltamétrie cyclique (VC), la voltamétrie à onde carrée (SWV) et la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) ont servi à caractériser les échantillons tissulaires dans un électrolyte NaCl 0,2 M.

Le premier volet étudie la réponse de l’électrode en présence et en absence d’ions fer. Sans fer, les cellules cancéreuses se signalent par deux pics redox spécifiques et par une forte hausse de la capacité spécifique. L’ajout de Fe²⁺ renforce la réaction de Fenton et amplifie la signature électrochimique des cellules tumorales. Les pics du couple Fe²⁺/Fe³⁺ diminuent quand la concentration en fer augmente, ce qui traduit la consommation du fer par les cellules cancéreuses.

Le deuxième volet associe cette amplification par Fe²⁺ à une approche multimodale (VC, SWV, SIE) et à un réseau de neurones convolutif (CNN) à attention adaptative. Validé sur 310 échantillons cliniques, le système atteint une exactitude de 97 %, une sensibilité de 98,1 % et une spécificité de 97,9 %, avec un diagnostic en moins de 3 secondes. En SIE, les tissus cancéreux présentent une impédance nettement plus élevée que les tissus sains (modèle de Randles).

Le troisième volet évalue par voie électrochimique l’effet anticancéreux de dérivés de la 1,4-benzoxazin-3-one incorporés dans la pâte de carbone. Le dérivé fluoré (R = F) fait disparaître complètement les pics caractéristiques des cellules tumorales, à environ 0,5 V et 1 V, ce qui indique un effet inhibiteur. Le dérivé bromé (R = Br) rend seulement le système redox moins réversible. Cette différence s’explique par l’électronégativité des substituants.

Ces travaux montrent que l’électrochimie, couplée à l’intelligence artificielle, peut fournir un outil simple, rapide, peu coûteux et non invasif pour le diagnostic et le suivi du cancer de la vessie, ainsi que pour le criblage de molécules thérapeutiques. Les perspectives portent sur la miniaturisation du dispositif pour un usage au point de soin et sur son extension à d’autres types de cancers.

Mots-clés: Cancer de la vessie ; capteur électrochimique ; électrode à pâte de carbone graphite ; voltamétrie cyclique ; voltamétrie à onde carrée ; spectroscopie d’impédance électrochimique ; réaction de Fenton ; ions Fe²⁺ ; apprentissage profond (CNN) ; 1,4-benzoxazin-3-one.