Test de microARN pour l'identification de la gestion personnalisée du poids

L'obésité augmente de façon exponentielle aux États-Unis (É.-U.) et plus de 160 millions d'Américains sont en surpoids ou obèses. Un programme combiné de régime et d'exercice est l'alternative la plus rentable pour la gestion du poids, mais il existe une variabilité interindividuelle considérable dans la perte de poids via cette méthode, ce qui laisse de nombreuses personnes frustrées et incapables d'adhérer aux programmes tout au long de la vie. Par conséquent, l'incapacité d'identifier les personnes qui réussiront probablement avec un régime et des exercices pour la gestion du poids est un obstacle essentiel au traitement de l'obésité. Des études récentes ont montré que la variabilité significative de la réponse de perte de poids au régime alimentaire et à l'exercice pourrait être attribuée en partie à la composition épigénétique individuelle. Une approche potentielle pour surveiller la réponse épigénétique lors d'interventions de perte de poids consiste en de petits ARN circulants non codants, appelés microARN (miARN ou miR), dans le sang circulant. Des études ont montré que miR-140 et 935 pourraient être utilisés comme biomarqueurs sanguins pour identifier les individus qui réussiront à gérer leur poids grâce à un régime alimentaire et à l'exercice. De plus, au cours d'une courte intervention de régime et d'exercice, les fluctuations des niveaux d'expression des miARN biomarqueurs avant et après l'intervention ont produit des changements de signature uniques uniquement chez les individus qui ont poursuivi l'intervention pendant une période prolongée et atteint un poids corporel sain. Ainsi, s'il est mis en œuvre au début d'un programme médical de perte de poids, il pourrait permettre au patient d'avoir un traitement individualisé ciblé.

Un obstacle majeur qui empêche l'utilisation des miARN dans les interventions de perte de poids est l'incapacité de quantifier avec précision les niveaux de miR-140 et 935 dans les échantillons de sang. Pour minimiser la contamination des miARN par la lyse des globules rouges, l'analyse des miARN doit être effectuée dans les 30 minutes suivant le prélèvement sanguin. Les technologies actuelles de détection et de quantification des miARN prennent des heures/jours pour quantifier les miARN, nécessitent un équipement encombrant et sont coûteuses. De plus, les méthodes actuelles de détection des miARN n'ont pas une sensibilité, une portée de détection et une spécificité suffisantes pour l'analyse d'échantillons cliniques. Pour répondre à ce besoin, PI. Nawarathna a récemment mis au point un capteur de miARN jetable très sensible qui peut quantifier les miARN au point de service en 15 minutes avec un coût de test de 50 $ par test. Cependant, l'efficacité du capteur de miARN développé pour quantifier avec précision les variations des niveaux de miARN cibles (miR-140 et 935) avant et après l'intervention de régime et d'exercice est inconnue.

L'objectif des travaux proposés est d'étudier l'efficacité de ce capteur de miARN en tant que dispositif de diagnostic potentiel dans la gestion du poids. En cas de succès, l'impact de la recherche proposée est double : premièrement, le développement d'un dispositif de diagnostic au point de service (capteur miARN) pour fournir une stratégie personnalisée de gestion du poids (régime et exercice ou chirurgie bariatrique) et deuxièmement, la capacité d'étendre immédiatement la détection des miARN pour mesurer d'autres facteurs qui peuvent avoir un impact sur le bien-être général (par exemple : santé mentale et émotionnelle, stress et fatigue) et les maladies (par exemple : cancer, maladies cardiovasculaires, etc.). L'objectif de la recherche proposée sera atteint en suivant cet objectif spécifique :

Objectif : Étudier si le capteur miARN est capable d'identifier les personnes qui perdront du poids de manière constante avec un régime hypocalorique et une intervention d'exercice.

La recherche proposée développera une étude pilote avec des personnes en surpoids comme participants. Les sujets participeront à l'intervention de régime et d'exercice pendant 12 semaines et l'analyse des miARN sera effectuée à 3 moments au cours de l'intervention (pré-mi-post). Nous étudierons ensuite l'efficacité du capteur.

La technologie du capteur miARN, une fois entièrement développée, sera similaire à un moniteur de glycémie par piqûre au doigt. Une fois disponibles dans le commerce, les capteurs miARN peuvent être achetés et utilisés pour des applications de diagnostic dans les cliniques ou pour l'auto-test à domicile ou dans les cliniques et hôpitaux des régions éloignées et rurales. Par conséquent, les résultats feront progresser fondamentalement la manière dont la méthode de gestion du poids individualisée est sélectionnée. Pour cette raison, cette recherche a un impact translationnel positif sur la santé humaine.