Biomarqueurs dans les condensats de l'air expiré dans les lésions pulmonaires aiguës : détection précoce et prédicteurs des résultats

Les lésions pulmonaires aiguës (ALI) et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) sont les principales causes de mortalité et de morbidité dans l'unité de soins intensifs (USI). Les causes de l'ALI/SDRA diffèrent d'un patient à l'autre, y compris la septicémie, l'aspiration, l'inflammation systémique, le traumatisme, la transfusion sanguine, etc. Avec une détection et un traitement précoces, le taux de survie peut être amélioré de manière significative. Cependant, il est souvent difficile de différencier l'ALI/SDRA de l'œdème pulmonaire cardiogénique ou d'autres causes, même avec une technologie de pointe et des outils invasifs. Un outil potentiel est le test chimique de l'haleine, allant de la mesure des gaz expirés, tels que l'oxyde nitrique ou le monoxyde de carbone expiré, à la détermination des composés organiques volatils et au profilage des biomarqueurs non volatils. Entièrement non invasif, l'échantillonnage des condensats expirés (EBC) permet aux cliniciens et aux chercheurs d'évaluer les fonctions corporelles de manière plus simple et flexible. L'haleine expirée contient des milliers de composés volatils et non volatils en quantités infimes. Par conséquent, ce n'est que récemment, après le développement de technologies de pointe très sensibles dans l'analyse d'échantillons, que l'évaluation de ce type de spécimens humains devient possible. Les technologies avancées en protéomique, métabolomique, GC/LC-spectrométrie de masse et calcul de reconnaissance de formes génèrent un champ de profilage de biomarqueurs expirés, appelé "respiratoire". Après l'établissement du profil métabolomique de l'EBC chez les patients atteints d'ALI, d'ARDS ou d'œdème pulmonaire cardiogénique, un outil non invasif utile et puissant pour le diagnostic d'ALI/ARDS et la prédiction des résultats pourrait être mis en place.

La métabolomique, ou métabonomique, est une approche à grande échelle pour surveiller le plus grand nombre possible de composés impliqués dans les processus cellulaires dans un seul essai pour dériver des profils métaboliques. Bien que la métabolomique ait d'abord fait référence à la surveillance de cellules individuelles et que la métabonomique ait fait référence à des organismes multicellulaires, ces termes sont maintenant souvent utilisés de manière interchangeable. Les changements métaboliques se produisent par un certain nombre de mécanismes, y compris la régulation génétique directe et les altérations des réactions enzymatiques et métaboliques. La métabolomique permet une évaluation globale d'un état cellulaire dans le contexte de l'environnement immédiat, en tenant compte de la régulation génétique, de l'activité cinétique altérée des enzymes et des modifications des réactions métaboliques. Ainsi, par rapport à la génomique ou à la protéomique, la métabolomique reflète des changements de phénotype et donc de fonction. Les techniques appliquées au profilage métabolique comprennent la résonance magnétique nucléaire (RMN) et la spectrométrie de masse (MS). La métabolomique présente l'avantage de pouvoir rechercher des protéines ou des métabolites dans le sang ou les urines. La métabolomique peut être utile pour comprendre les déséquilibres métaboliques et pour le diagnostic de maladies humaines. Plus de 30 métabolites endogènes ont été étudiés dans le tissu mammaire, et le cancer du sein montre des composés totaux contenant de la choline élevés (tCho), une faible glycérophosphocholine et une faible teneur en glucose par rapport aux tumeurs bénignes ou aux tissus sains. Semblable au cancer du sein, le cancer de la prostate présente un profil métabolique distinct caractérisé par des niveaux élevés de tCho et de phosphocholine, ainsi qu'une augmentation des produits glycolytiques lactate et alanine. Dans le cancer de la prostate, le citrate peut également être un marqueur de la réactivité au traitement. Ces résultats montrent l'utilité potentielle de la métabolomique dans le diagnostic et l'évaluation clinique du cancer.

Les tests chimiques respiratoires ont un large éventail d'applications allant de la mesure de la fraction d'oxyde nitrique expiré (FeNO) pour surveiller l'effet du traitement anti-inflammatoire dans l'asthme, à la détermination des composés organiques volatils (COV) et au profilage des biomarqueurs non volatils dans l'échantillon d'haleine refroidi appelé exhalé. condensat respiratoire (EBC). Entièrement non invasif, l'échantillonnage de l'haleine permet aux cliniciens et aux chercheurs d'évaluer différentes fonctions corporelles de manière flexible. Par conséquent, l'alcootest est considéré comme un candidat potentiellement idéal à des fins de dépistage. Outre des constituants largement connus tels que l'azote, l'oxygène, le dioxyde de carbone, les gaz inertes et la vapeur d'eau, l'haleine expirée se compose également de milliers de composants volatils et non volatils, principalement à l'état de traces, ce qui rend la détection difficile. L'utilisation de technologies "-omiques" innovantes, notamment la protéomique, la métabolomique, la spectromique de masse, la chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GC-MS) et les spectrométries de mobilité ionique, offre un grand potentiel pour le domaine du profilage des biomarqueurs expirés. Contrairement au lavage bronchoalvéolaire (BAL) et à l'induction d'expectorations qui impliquent l'inhalation de solution saline hypertonique pour provoquer la toux et éventuellement une bronchoconstriction, l'EBC n'influence pas la fonction des voies respiratoires ni ne provoque d'inflammation. Il peut être effectué facilement et en toute sécurité sur des patients atteints d'une maladie grave et permet même de prendre des mesures répétées. En tant que tel, il s'agit d'un domaine relativement nouveau avec un potentiel pour plus d'études à effectuer pour enquêter sur les lésions pulmonaires aiguës par métabolomique.