Détection et identification de la prééclampsie via des biomarqueurs volatils (DIP)

La prééclampsie est une forme d'hypertension qui est propre à la grossesse humaine. Les signes cliniques de la prééclampsie peuvent se manifester soit par un syndrome maternel (hypertension et protéinurie avec ou sans autres anomalies multisystémiques), soit par un syndrome fœtal (retard de croissance fœtale, réduction du liquide amniotique et oxygénation anormale).

L'incidence de la prééclampsie varie entre 2 et 7 % chez les femmes nullipares en bonne santé. Chez ces femmes, la prééclampsie est généralement bénigne, avec un début proche du terme ou intrapartum (75 % des cas), et la condition n'entraîne qu'un risque légèrement accru d'issue défavorable de la grossesse. En revanche, l'incidence et la gravité de la prééclampsie sont considérablement plus élevées chez les femmes ayant une grossesse multifœtale, une hypertension chronique, des antécédents de prééclampsie, un diabète sucré prégestationnel et chez celles souffrant de thrombophilies préexistantes.

L'étiologie de la prééclampsie est inconnue. De nombreuses théories ont été proposées, mais la plupart d'entre elles n'ont pas résisté à l'épreuve du temps. Certaines de ces théories : invasion trophoblastique anormale, anomalies de la coagulation, lésions endothéliales vasculaires, maladaptation cardiovasculaire, phénomènes immunologiques, prédisposition génétique et carences ou excès alimentaires.

La prééclampsie est un syndrome clinique qui englobe un large éventail de signes et de symptômes dont on a observé cliniquement qu'ils se développent seuls ou en combinaison. La triade classique de la prééclampsie comprend : l'hypertension, la protéinurie et l'œdème. Cependant, il existe maintenant un accord universel sur le fait que l'œdème ne doit pas être considéré comme faisant partie du diagnostic de prééclampsie. Le diagnostic de prééclampsie nécessite la présence d'une pression artérielle (TA) élevée avec protéinurie,3 commençant généralement après la 20e semaine de grossesse, mais la gravité du processus de la maladie est généralement basée sur la TA maternelle qui est considérée comme la caractéristique traditionnelle pour le diagnostic de la maladie.

Les femmes atteintes de prééclampsie peuvent présenter un complexe de symptômes allant d'une élévation minimale de la pression artérielle à des troubles de plusieurs systèmes d'organes. Les systèmes rénal, hématologique et hépatique sont les plus susceptibles d'être impliqués.

La fonction rénale est généralement altérée dans presque tous les cas car une protéinurie est toujours présente. Dans la prééclampsie, le vasospasme et le gonflement de l'endothélium capillaire glomérulaire (endothéliose glomérulaire) entraînent une réduction moyenne du DFG (taux de filtration glomérulaire) de 25 % en dessous du taux d'une grossesse normale. La créatinine sérique est rarement élevée dans la prééclampsie, mais l'acide urique est généralement augmenté. Malgré le fait que les taux d'acide urique sont élevés chez les femmes atteintes de prééclampsie, ce test n'est pas sensible ou spécifique pour le diagnostic de la maladie.

Le foie n'est pas principalement impliqué dans la prééclampsie et une atteinte hépatique n'est observée que chez 10 % des femmes atteintes de prééclampsie sévère. Des dépôts de fibrine ont été trouvés le long des parois des sinusoïdes hépatiques chez des patients prééclamptiques sans preuve biologique ou histologique d'atteinte hépatique. Lorsqu'un dysfonctionnement hépatique survient dans la prééclampsie, une légère élévation des transaminases sériques est la plus courante. La bilirubine est rarement augmentée dans la prééclampsie, mais lorsqu'elle est élevée, la fraction indirecte prédomine. Des enzymes hépatiques élevées font partie du syndrome HELLP, une variante de la prééclampsie sévère.

La thrombocytopénie est l'anomalie hématologique la plus fréquente chez les femmes atteintes de prééclampsie. Il est corrélé à la gravité du processus pathologique et à la présence ou à l'absence de décollement placentaire. Une numération plaquettaire inférieure à 150 000/mm3 a été signalée chez 32 à 50 % des femmes atteintes de prééclampsie sévère, et chez 15 % des femmes souffrant d'hypertension pendant la grossesse.

L'examen de la littérature révèle que plus de 100 tests cliniques, biophysiques et biochimiques ont été recommandés pour prédire ou identifier le patient à risque pour le développement futur de la maladie.

Les résultats des données regroupées pour les différents tests et l'absence de concordance entre les tests en série suggèrent qu'aucun de ces tests cliniques n'est suffisamment fiable pour être utilisé comme test de dépistage en pratique clinique. En conséquence, il existe évidemment un grand besoin de développer une nouvelle technologie pour la détection précoce de cette complication de la grossesse avant que ses manifestations cliniques n'apparaissent. Une détection précoce peut aider à un traitement précoce pour prévenir ou au moins minimiser les séquelles de cette maladie.

Biomarqueurs volatils de la prééclampsie :

L'intensité du stress oxydatif chez les femmes ayant une grossesse normale, la prééclampsie et les femmes non enceintes, exprimée par des biomarqueurs volatils dans l'air expiré, a été étudiée par GC-Chromatography/Mass-Spectrometry (GC-MS) par le groupe de Moretti et Phillips. Un affichage 3D de l'abondance des alcanes C4-C20 et des alcanes monométhylés a montré que le volume moyen sous la courbe était significativement plus élevé chez les patientes en prééclampsie que chez les femmes enceintes normales (P<003) et les sujets témoins non enceintes (P<005). Un modèle prédictif utilisant cinq biomarqueurs volatils (undécane, 6-méthyltridécane, 2-méthylpentane, 5-méthyltétradécane et 2-méthylnonane) distinguait la prééclampsie d'une grossesse sans complication (sensibilité = 92,3 %, spécificité=89,7% ; sensibilité croisée=88,5%, spécificité = 79,3 %). Bien que prometteuse, la valeur clinique de ce test respiratoire en tant que prédicteur de la prééclampsie est encore inconnue. Cela pourrait être attribué au fait que l'étude s'est concentrée uniquement sur la relation entre le stress oxydatif et la prééclampsie au moment où les voies métaboliques ne peuvent être ignorées.

Un support pour ce dernier provient de l'implication de nombreux troubles (par exemple, rénaux, hématologiques et hépatiques), qui se sont avérés émettre des biomarqueurs volatils, au cours de la prééclampsie.

En plaçant cette étude préliminaire dans une perspective plus large, des études longitudinales sont nécessaires pour déterminer si l'augmentation des biomarqueurs respiratoires du stress oxydatif et, également, des voies métaboliques au cours des premiers stades de la grossesse peuvent prédire l'apparition de la prééclampsie. Alors qu'une partie des connaissances requises pourraient être acquises au moyen de techniques de spectrométrie de masse, l'utilisation de ces techniques est entravée par le besoin d'équipements coûteux, les niveaux élevés d'expertise requis pour faire fonctionner de tels instruments, la vitesse requise pour l'échantillonnage et l'analyse, et le besoin de techniques de préconcentration (une technique qui ne permet de détecter qu'une partie (15-20%) des biomarqueurs volatils trouvés dans l'air expiré réel).

Pour que les tests de biomarqueurs volatils de la prééclampsie deviennent une réalité clinique, plusieurs avancées dans la connaissance des biomarqueurs volatils spécifiques de la prééclampsie et le développement de capteurs doivent se produire. Les matrices de capteurs chimiques, basées sur des nanomatériaux, sont plus susceptibles de devenir un outil de diagnostic clinique et de laboratoire, car elles sont nettement plus petites, plus faciles à utiliser et moins coûteuses. Un capteur chimique idéal pour l'analyse de biomarqueurs volatils doit être sensible à de très faibles concentrations d'analyte en présence de vapeur d'eau (car les échantillons d'haleine contiennent 80 à 90 % d'humidité relative). En outre, il doit réagir rapidement et différemment aux petits changements de concentration et fournir une sortie cohérente spécifique à une exposition donnée.

Objectifs:

L'objectif de ce projet est la détection précoce de la "prééclampsie" et d'autres complications de la grossesse à l'aide de biomarqueurs volatils apparaissant dans l'haleine expirée et/ou des échantillons de sang, à l'aide d'un outil simple et peu coûteux appelé NA-NOSE.

Phase-I : La phase principale de ce projet est la comparaison entre les modèles de biomarqueurs volatils des femmes enceintes souffrant de « prééclampsie », des femmes enceintes considérées comme ayant une « grossesse normale » et des femmes en bonne santé « non enceintes ».

Phase-II : La phase secondaire de ce projet est la capacité de prédire la « prééclampsie », en comparaison directe avec d'autres prédicteurs potentiels utilisés dans la pratique clinique actuelle.

Méthodologie:

Conception et plan de l'étude :

La phase I de cette étude se concentrera sur des tests respiratoires transversaux de trois groupes de jeunes femmes qui ont accepté de participer et ont signé un formulaire de consentement éclairé qui a été approuvé par le comité institutionnel d'Helsinki à l'hôpital de Nazareth.

Groupes:

• Prééclampsie : 30 femmes enceintes prééclamptiques avec un âge gestationnel > 24 semaines et aucun trouble médical chronique qui ne sont pas en travail et dont le fœtus est vivant. La prééclampsie est définie comme une tension artérielle > 140/90 mm Hg à 2 occasions distinctes à au moins 4 heures mais pas plus d'une semaine d'intervalle avec protéinurie. La protéinurie est définie comme une valeur de bandelette urinaire > 1+ (30 mg/dL) ou une collecte d'urine de 24 heures avec une excrétion de protéines > 300 mg.
• Grossesse sans complications : 30 femmes enceintes normotendues avec un âge gestationnel > 24 semaines et sans troubles médicaux chroniques qui n'ont pas de problèmes obstétricaux, pas en travail et dont le fœtus est vivant.
• Témoins sains : 30 femmes témoins non enceintes en bonne santé recrutées principalement parmi les employés de l'hôpital de Nazareth qui sont en bonne santé, ne prennent pas de médicaments et n'ont pas accouché ou conçu au cours de l'année précédant le prélèvement d'haleine.

L'échantillonnage des tests respiratoires pour le NA-NOSE ainsi que les échantillons de sang seront effectués dans le Technion.

Analyse chimique:

Le groupe LNBD (Technion) déterminera les caractéristiques électriques les plus prononcées pour chaque nanocapteur organiquement fonctionnalisé en réponse aux biomarqueurs volatils (des échantillons d'haleine et de sang) et de l'ensemble du réseau de capteurs, en utilisant des modèles de régression multilinéaires classiques et un réseau de neurones. des modèles. Différents algorithmes linéaires et non linéaires seront recherchés basés sur l'analyse en composantes principales et des paramètres chaotiques afin de réduire les dimensions des données, et d'extraire les informations les plus importantes. L'air expiré sera également analysé par chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GC-MS) en conjugaison avec la désorption thermique pour déterminer la nature et la composition des biomarqueurs volatils dans les échantillons d'haleine et de sang associés.