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La perte osseuse pourrait être décelable plus tôt, la NASA
Des scientifiques de la NASA et de l'Arizona State University (ASU) aux États-Unis ont mis au point une nouvelle méthode de détection de la perte osseuse qui promet d'être plus sûre et susceptible d'être diagnostiquée plus tôt que les méthodes actuelles basées sur les rayons X.. Ils écrivent sur leur travail dans une étude qui sera publiée dans PNAS cette semaine.
L'ostéoporose, où la perte osseuse affaiblit les os, menace plus de la moitié des plus de 50 ans aux États-Unis. La perte osseuse se produit également aux stades avancés de certains types de cancer.
L'auteur principal, Ariel Anbar, est professeur au Département de chimie et de biochimie de l'ASU et à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace. Il a dit à la presse:
"Au moment où ces changements peuvent être détectés par les rayons X, comme une perte de densité osseuse, des dommages importants ont déjà eu lieu."
"De plus, les rayons X ne sont pas sans risque. Nous pensons qu’il pourrait y avoir une meilleure solution", at-il ajouté.
La NASA s'intéresse à ce type de recherche car les astronautes en microgravité connaissent également une perte osseuse.
La nouvelle méthode développée par Anbar et ses collègues repose sur la détection de minuscules changements dans les isotopes du calcium naturellement présents dans l'urine.
Les patients n'ont pas besoin d'ingérer des traceurs artificiels et ne sont pas exposés aux rayonnements. Les chercheurs estiment donc qu'il n'y a pratiquement aucun risque.
La nouvelle technique repose sur le fait que différents isotopes du calcium réagissent à des taux légèrement différents. Lorsque les os se forment, les isotopes les plus légers pénètrent dans l'os un peu plus rapidement que les isotopes plus lourds, une différence appelée «fractionnement des isotopes».
L'os n'est pas "mort", matériau inerte mais tissu vivant qui subit continuellement la formation et la destruction. Chez l'homme en bonne santé et actif, ces processus sont en équilibre, mais une maladie peut perturber cet équilibre, entraînant une modification des ratios d'isotopes.
L'auteur correspondant Joseph Skulan, professeur adjoint à l'ASU, a combiné tous les facteurs qui influencent cet équilibre dans un modèle mathématique qui prédit que les rapports isotopiques du calcium dans le sang et l'urine devraient être très sensibles à l'équilibre minéral osseux.
L'effet prédit est si faible qu'il faut le mesurer en utilisant des méthodes de spectrométrie de masse sensible spécialement développées à l'ASU.
Pour l'étude financée par la NASA, les chercheurs ont testé des échantillons d'urine d'une dizaine de volontaires en bonne santé confinés au «repos au lit» pendant 30 jours.
Lorsqu'une personne se couche pendant une période prolongée, ses os porteurs, comme ceux des jambes et de la colonne vertébrale, subissent un «déchargement squelettique» en raison de leur perte de poids.
Au cours du déchargement du squelette, les os commencent à se détériorer au fur et à mesure que l'équilibre entre la génération osseuse et la destruction osseuse est plus important que la destruction. Des périodes prolongées de repos au lit entraînent une perte osseuse similaire à celle observée chez les patients souffrant d'ostéoporose et d'astronautes.
Lorsqu'ils ont analysé les échantillons d'urine, les chercheurs ont découvert que la nouvelle technique pouvait détecter les premiers signes de perte osseuse après une semaine de repos au lit, bien avant que les changements de densité osseuse puissent être détectés par la méthode conventionnelle d'absorptiométrie à rayons X (DEXA).
Une autre caractéristique importante de la nouvelle technique est que c'est la seule méthode, hormis DEXA, qui mesure directement la perte osseuse nette.
La première auteure, Jennifer Morgan, dont le travail de doctorat à l'ASU a porté sur le développement de la méthode de spectrométrie de masse, a déclaré:
"Ce que nous voulons vraiment savoir, c'est si la quantité d'os dans le corps augmente ou diminue."
L'équipe travaille actuellement sur un moyen d'évaluer la technique dans des échantillons provenant de patients cancéreux.
Anbar a déclaré que leur étude était une "preuve de concept" et que leur article PNAS montre "le concept fonctionne comme prévu chez les personnes en bonne santé dans une expérience bien définie. L'étape suivante consiste à voir si cela fonctionne comme prévu chez les patients souffrant de maladies altérant les os."
"Cela ouvrirait la porte aux applications cliniques", a-t-il ajouté.
Les chercheurs notent que la technique peut être appliquée à de nombreuses autres maladies provoquant des modifications subtiles de l'équilibre des isotopes ou de la concentration des éléments.
Ces types de signatures n'ont pas encore été explorés de manière systématique en tant que biosignatures potentielles pour la détection de cancers et d'autres maladies, ont-ils déclaré.
Anna Barker, ancienne directrice adjointe de l’Institut national du cancer, qui est actuellement directrice des réseaux de santé transformateurs et co-directrice du projet, promet d’apporter une «génération de diagnostics du cancer et d’autres maladies» entièrement nouvelle. de l'Initiative sur les systèmes adaptatifs complexes au Bureau du développement des entreprises de la connaissance à l'ASU.
Écrit par Catharine Paddock PhD
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