L'air expiré, pas le sang : un appareil mesure la combustion des graisses dans l'air expiré
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point un appareil de mesure portable capable de détecter l'acétone, un marqueur métabolique présent dans l'haleine, avec une précision presque équivalente à celle d'un spectromètre de masse.
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L'acétone est un sous-produit du métabolisme des graisses qui est expulsé par les poumons lors de l'expiration. Elle se forme lorsque l'organisme brûle des graisses plutôt que des glucides, tels que le sucre. Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point un appareil de test respiratoire capable de détecter l'acétone dans l'air expiré avec une grande précision. Cet appareil ressemble beaucoup aux éthylotests utilisés par la police lors des contrôles routiers et peut être utilisé de manière fiable par des non-spécialistes, en combinaison avec une application pour smartphone. Les utilisateurs peuvent ainsi surveiller leur métabolisme des graisses sans aide professionnelle ni analyses sanguines. À terme, cela pourrait permettre de suivre de plus près et d’adapter à chaque patient les régimes alimentaires, les traitements des troubles métaboliques comme le diabète, ainsi que les thérapies cétogènes utilisées notamment pour l’épilepsie.
« En matière de régimes alimentaires, il n’existe pas de règle générale valable pour tout le monde. Idéalement, chacun devrait effectuer un auto-suivi pour observer comment son propre métabolisme réagit », explique Andreas Güntner, professeur de détection moléculaire au département de génie mécanique et des procédés de l’ETH Zurich. « Il faut également disposer de méthodes pouvant être mises en œuvre de manière autonome et fournissant des résultats fiables, à l’instar des mesures de glycémie chez les diabétiques. » Le groupe de recherche d’Andreas Güntner a développé cet appareil de mesure en collaboration avec Alivion, une spin-off de l’ETH, et en a testé la fiabilité en partenariat avec l’hôpital universitaire de Zurich.
Des mesures précises en dehors du laboratoire
Dans le cadre d’une étude de validation portant sur 12 adultes, les chercheurs ont comparé 312 mesures de l’haleine enregistrées à l’aide du nouvel appareil de mesure avec les résultats d’analyses sanguines et les mesures obtenues à l’aide d’un spectromètre de masse de haute précision – la référence absolue en matière d’analyse. Les mesures ont été réalisées dans différents scénarios métaboliques : lors d’une activité physique légère ou intense et avec divers régimes alimentaires. Il en est ressorti que les résultats obtenus avec l’appareil portable étaient pratiquement identiques à ceux du laboratoire. De plus, le nouvel appareil de mesure a fourni des résultats fiables sur une période de plusieurs mois.
En substance, l’appareil portable récemment testé repose sur une technologie de capteurs développée à l’ETH Zurich depuis plus de 10 ans et présentée pour la première fois en 2017. À l’époque déjà, Güntner et ses coauteurs avaient pu démontrer que les capteurs de gaz qu’ils avaient développés étaient si sensibles qu’ils pouvaient détecter une seule molécule d’acétone parmi cent millions d’autres molécules.
Des mesures reproductibles grâce à un filtre et à une application
Selon les chercheurs, les mesures fournies par les alcootests à l’acétone actuellement disponibles ne présentent qu’une reproductibilité limitée et ne permettent de détecter que des changements métaboliques marqués. Ils réagissent non seulement à l’acétone, mais aussi à d’autres composants de l’air expiré, par exemple si les sujets testés ont mangé ou bu quelque chose auparavant.
Les chercheurs ont donc mis au point un filtre qui bloque les molécules parasites, ainsi qu’une application pour smartphone qui guide les participants en temps réel pendant qu’ils expirent. « L’appareil mesure le volume d’air expiré et ne prélève un échantillon provenant des profondeurs des poumons qu’après un certain temps », explique l’auteure principale Simone Hersberger, avant d’ajouter : « Sinon, chaque mesure serait légèrement différente. » Pour que cela fonctionne, les appareils sont d’abord étalonnés et ajustés en fonction du volume pulmonaire du patient.
De la recherche fondamentale au produit
Le succès de cette étude de validation constitue une étape importante pour les chercheurs. « Nous avons pu démontrer que notre appareil est capable de détecter avec précision et fiabilité de légères différences dans le métabolisme des graisses », explique Simone Hersberger, doctorante à l’ETH. D’autres études visent désormais à montrer si ce nouvel appareil de mesure peut réellement être utilisé pour personnaliser les traitements des troubles métaboliques. En partenariat avec l’hôpital universitaire pédiatrique de Zurich, les chercheurs examinent actuellement si cet appareil portable peut aider les enfants atteints d’épilepsie à mieux surveiller leur régime cétogène. D’autres domaines d’application concernent le suivi et l’optimisation des régimes médicaux ou des traitements dits « GLP-1 » à base d’injections amaigrissantes. Des applications dans le sport amateur sont également envisagées.
La spin-off de l’ETH, Alivion AG, a commercialisé l’appareil sous le nom de « Nutrion ». Il est actuellement utilisé dans le cadre d’études de recherche internationales et au sein d’établissements médicaux. Afin de se développer davantage et d’ouvrir de nouveaux domaines d’application, Alivion recherche des partenaires industriels supplémentaires et des investisseurs stratégiques. « Cet exemple montre comment les résultats de la recherche fondamentale peuvent être mis en pratique et, à terme, contribuer au bien-être de la société », explique Andreas Güntner, professeur à l’ETH.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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