Volatiles dans l'analyse de l'haleine et de l'espace de tête - Marqueurs de diagnostic (Volatolome)

L'étude propose d'explorer une nouvelle approche pour le diagnostic et le suivi des maladies. L'approche est basée sur la détection des composés organiques volatils (COV) qui sont émis par les cellules et détectés directement à partir des tissus, tels que la peau, le matériel chirurgical, le sang ainsi que l'air expiré.

Dans la littérature, il existe plusieurs rapports sur les COV qui peuvent être détectés par chromatographie en phase gazeuse - spectrométrie de masse (GC-MS) directement à partir de : (i) l'espace de tête des cellules TB (c'est-à-dire le mélange de biomarqueurs volatils piégés au-dessus des cellules TB dans un récipient scellé); (ii) de l'air exhalé ou (iii) de l'urine. D'excellents résultats dans la détection de la tuberculose à l'aide d'un réseau de nanocapteurs ont été montrés par Nakhleh et al, atteignant une sensibilité de 90 %, une spécificité de 93 % et une précision de 92 % dans la discrimination entre les patients sains et malades en utilisant des appareils nasaux électroniques avec un seul capteur. Aucune des études rapportées n'a identifié la tentative de reconnaissance des COV liés à la tuberculose et n'a quantifié les différences de concentration entre les échantillons de témoins malades et sains. Une enquête plus approfondie sur les COV liés à la tuberculose dans l'haleine expirée par des moyens GC-MS améliorera les connaissances et contribuera simultanément à améliorer la conception du réseau de nanocapteurs.

Plusieurs études ont montré que les modèles de COV classés par maladie peuvent être transmis par la peau et, par conséquent, la peau peut être utilisée comme source de détection et d'identification des maladies. Le principe de cette approche de détection est que les modifications liées à la maladie se traduisent par des modifications mesurables de la peau par échange via le sang. De plus, plusieurs études ont suggéré que les niveaux de COV sont élevés même aux premiers stades de la maladie, car ils reflètent un changement dans la chimie du corps humain (à la suite du développement de la maladie), plutôt que la quantité de cellules infectées. . Des études complémentaires ont montré que les COV peuvent être émis sur la peau quelques minutes après leur apparition dans la partie infectée du corps humain. Ce qui est particulièrement important dans cette approche, c'est que chaque type de maladie (infectieuse) a son propre schéma unique de COV et, par conséquent, la présence d'une maladie (infectieuse) ne permettrait pas de dépister d'autres types de maladies. Néanmoins, à notre connaissance, la détection des COV de la tuberculose à travers la peau n'a pas encore été étudiée. Par ailleurs, toutes les études ciblant les COV cutanés ont été réalisées au moyen de techniques de spectrométrie et de spectroscopie. Dans quelques cas, des dispositifs électroniques de nez ont été utilisés. Ces techniques sont de puissants outils de détection des COV. Cependant, à ce jour, l'utilisation de ces techniques a été entravée par le besoin d'équipements modérément à très 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. Pour que les tests cutanés de COV et les tests respiratoires de la tuberculose soient largement utilisés dans la pratique clinique, plusieurs avancées dans la connaissance des COV spécifiques à la tuberculose et le développement de capteurs doivent se produire. Les nanoparticules contenant des capteurs flexibles, basés sur des films organiques, sont plus susceptibles de devenir un outil de diagnostic clinique, car elles sont nettement plus petites, plus faciles à utiliser et nettement moins chères.

Ces dernières années, des études approfondies ont montré d'excellentes données pour l'utilisation des COV de l'air expiré comme outil de diagnostic du cancer gastrique. Dans l'une des plus grandes études menées par des centres chinois et lettons, la malignité a pu être identifiée avec une sensibilité de 89 % et une spécificité de 90 % après validation croisée, quels que soient les facteurs de confusion importants chez les patients gastriques tels que la consommation de tabac ou d'alcool et l'infection à H. pylori . Un test respiratoire pour la stadification GC pourrait également être démontré en distinguant les cancers de stade I et II des cancers de stade III et IV avec une sensibilité de 89% et une spécificité de 94%. Ces études ont utilisé à la fois la spectrométrie de masse et les technologies des nano-capteurs. L'étude la plus récente publiée dans la revue ASC Nano en janvier 2017 a fait état d'une utilisation plus étendue des capteurs nanoary dans l'analyse de la respiration, des expériences à l'aveugle ont montré qu'une précision de 86% pouvait être obtenue avec le nanoarray artificiellement intelligent, permettant à la fois la détection et la discrimination entre les différentes conditions pathologiques examinées (insuffisance rénale chronique, maladie de Parkinson idiopathique, parkinsonisme atypique, sclérose en plaques, maladie de Crohn, colite ulcéreuse, syndrome du côlon irritable, hypertension artérielle pulmonaire, pré-éclampsie chez la femme enceinte, cancer de la tête et du cou, cancer du poumon, cancer colorectal, cancer de la vessie, cancer du rein, cancer de la prostate, cancer gastrique et cancer de l'ovaire. L'analyse du nanoréseau artificiellement intelligent a également montré que chaque maladie a sa propre empreinte respiratoire unique et que la présence d'une maladie n'exclurait pas les autres.

Par conséquent, cette étude vise à tester les technologies de détection des COV en tant qu'outils de diagnostic et de surveillance des maladies du tube digestif et des maladies infectieuses.