Évaluation des composés organiques volatils fécaux dans le diagnostic de la maladie intestinale inflammatoire pédiatrique (VOCs)

La maladie intestinale inflammatoire (MICI) est un problème croissant et important chez l'enfant. Le diagnostic et le suivi des MICI chez les enfants sont très invasifs et s'accompagnent de risques, de stress/d'anxiété pour les enfants et les familles et d'une utilisation importante des ressources de soins de santé. Les enfants, les jeunes et les familles ont déclaré aux enquêteurs qu'un test de diagnostic non invasif est une priorité pour le NHS.

La MICI est une maladie chronique incurable, récurrente, d'étiologie inconnue. Sa fréquence a nettement augmenté dans le monde ces dernières années avec la prévalence la plus élevée signalée en Europe (322/100 000 population pour la MC ; 505/100 000 pour la CU). Une augmentation marquée de l'incidence a été observée chez les enfants, en particulier dans l'hémisphère nord et en grande partie en raison d'une augmentation de la maladie de Crohn. Jusqu'à 25 % des MII commencent pendant l'enfance ou l'adolescence.

Les MICI à apparition précoce, probablement dues à l'héritage d'un plus grand nombre de gènes de susceptibilité et/ou à une exposition précoce à des déclencheurs environnementaux, diffèrent de celles qui surviennent chez les adultes. Chez les enfants, l'inflammation survient le plus souvent dans le côlon, ce qui complique la différenciation entre CD et UC. La MC d'apparition précoce est plus fréquente chez les garçons (alors que la maladie de l'adulte survient plus fréquemment chez les femmes) et a tendance à être plus étendue avec une plus grande atteinte de l'intestin supérieur. L'inflammation du côlon chez les enfants atteints de CU a également tendance à être plus étendue que chez les adultes.

Lors de la présentation initiale chez tous les enfants suspects, une endoscopie intestinale haute et basse (nécessitant deux jours de nettoyage intestinal et généralement une anesthésie générale) et une imagerie de l'intestin grêle par entérographie par résonance magnétique ou endoscopie par capsule sans fil sont nécessaires. Bien que les événements indésirables graves soient rares, ces investigations invasives sont très stressantes pour les enfants et leurs familles et consomment des ressources hospitalières considérables. Entreprendre ces investigations retarde le diagnostic et la mise en route du traitement.

Des outils de diagnostic précis, non invasifs, rapides et rentables pouvant être utilisés en clinique ou en service et de meilleurs moyens de différencier la MC de la CU sont nécessaires. La calprotectine fécale (FC), un marqueur non spécifique de l'inflammation intestinale, est recommandée par le NICE pour distinguer les MII des troubles intestinaux non inflammatoires tels que le syndrome du côlon irritable (https://www.nice.org.uk/guidance/dg11) et un test proche du patient a été développé (http://www.buhlmannlabs.ch/core/quantum-blue/calprotectin/). Une méta-analyse récente (394 MII/321 témoins non MII) a rapporté une sensibilité et une spécificité combinées de FC dans le diagnostic de MII chez les enfants de 0,98 (intervalle de confiance à 95 % : 0,95-1,0) et 0,68 (0,50-0,86) respectivement. La faible spécificité indique qu'un test alternatif ou supplémentaire avec une spécificité plus élevée est nécessaire pour réduire le délai de diagnostic et éviter que de nombreux enfants ne subissent des examens inutiles.

Il existe un grand intérêt pour la mesure des composés organiques volatils (COV) dans l'haleine et les vapeurs de divers tissus humains (urine, selles, sang) dans le diagnostic et le suivi d'un large éventail de maladies. Les COV émis par les selles sont responsables de l'odeur des selles et sont constitués d'un grand nombre de molécules à base de carbone de faible masse moléculaire (<1,5Kd) comprenant des acides organiques, des alcools, des esters, des composés hétérocycliques, des aldéhydes, des cétones et des alcanes. Ils résultent du métabolisme de la muqueuse intestinale et du microbiote intestinal et leur abondance évolue en fonction des effets spécifiques des maladies intestinales sur ces processus.

Les chercheurs ont démontré que les COV fécaux sont relativement stables dans le temps chez et entre les individus malgré les variations quotidiennes du régime alimentaire et ne sont pas affectés par la congélation et le stockage des échantillons de selles. Nous avons optimisé les procédures de manipulation des selles pour l'extraction des métabolites pour l'analyse par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS) (volume de l'échantillon, revêtement de fibre de micro-extraction en phase solide, conditions d'extraction [température et durée] et volume du flacon et avons également développé la statistique avancée méthodes nécessaires pour déterminer et comparer les profils de COV.

Les chercheurs ont montré que l'analyse des COV sépare les patients adultes atteints du syndrome du côlon irritable à prédominance diarrhéique (n = 30) de ceux atteints de MC active (62) et de CU (n = 48 ; sensibilité de 94 % et 96 % et spécificité de 82 % et 80 % respectivement ; p<0,05). Nos données chez l'adulte suggèrent fortement que les COV différencient la MC de la CU, ainsi que la colite de Crohn de la CU (Ahmed 2013). Plus récemment, des recherches ont montré que les COV font également la distinction entre la MC et la CU actives et inactives chez les patients adultes (Ahmed 2016).

Malgré ces résultats encourageants, compte tenu des différences de MICI entre les adultes et les enfants et du fait que le microbiote intestinal change avec l'âge, on ne peut pas présumer que les tests diagnostiques efficaces chez l'adulte fonctionneront nécessairement chez l'enfant. Par conséquent, cette technologie doit être testée chez les enfants. Dans une étude de preuve de principe, les COV fécaux ont différencié les enfants atteints de MII des enfants en bonne santé à la fois pendant la maladie active et la rémission. Cependant, les investigateurs n'ont connaissance d'aucune étude antérieure chez l'enfant ayant évalué l'utilité des COV fécaux pour différencier les MICI d'autres troubles gastro-intestinaux courants en ambulatoire ou pour surveiller la réponse au traitement.

La mesure des COV dans des échantillons de selles fraîches à l'aide d'un équipement de paillasse dans la clinique ou le service sera possible dans un proche avenir. L'Université de Liverpool détient la propriété intellectuelle pour le développement d'un instrument de point de service. Le développement de cette technologie est soutenu par l'Université de Liverpool et Cancer Research UK (ce dernier pour la mesure des COV dans l'urine pour détecter les cancers de la vessie et de la prostate). Les partenaires industriels sont engagés dans le raffinement du prototype prêt pour le moulage et la production cette année. L'objectif est de mettre en vente dans l'UE un instrument de point de service entièrement testé et marqué CE pour le cancer de la vessie et de la prostate en 2020/1 et pour les MII/syndrome du côlon irritable en 2022.