Dispositif d'alcootest identifie les problèmes de métabolisme du glucose avec précision

Selon une étude publiée dans la revue à comité de lecture Métabolisme, une technologie semblable à un alcootest, actuellement en cours de développement à l’Université du Wisconsin-Madison, pourrait aider à diagnostiquer des maladies à l’avenir. L'étude montre une technique simple, mais sensible, capable d'identifier le métabolisme du glucose normal et à l'état de maladie par une analyse rapide de l'air ou du sang expiré.
Plusieurs maladies, notamment les infections, le diabète et le cancer, modifient le métabolisme du corps de différentes manières. Selon les chercheurs, ces altérations biochimiques peuvent être identifiées beaucoup plus rapidement que les symptômes habituels - même en quelques heures - en espérant une détection précoce et un diagnostic de la maladie.
L'auteur principal, Fariba Assadi-Porter, biochimiste et scientifique à l'UW-Madison de l'installation de résonance magnétique nucléaire de Madison, explique:

"Avec cette méthodologie, nous avons des méthodes avancées pour suivre les voies métaboliques perturbées par la maladie. C'est une méthode de diagnostic moins coûteuse, plus rapide et plus sensible."

L'équipe a examiné les rongeurs présentant des symptômes métaboliques comparables à ceux observés chez les femmes atteintes du syndrome des ovaires polykystiques (SOPK). Le SOPK est l’un des troubles endocriniens féminins les plus répandus, touchant environ 1 femme sur 10. La condition peut causer un dysfonctionnement métabolique, la stérilité et les kystes ovariens. À l'heure actuelle, le SOPK ne peut être diagnostiqué qu'après la puberté et par l'exclusion de toutes les autres maladies probables - un processus long et frustrant pour les patients et les médecins.
Assadi-Porter, a expliqué:

"L'objectif est de trouver un meilleur moyen de diagnostiquer ces femmes tôt, avant la puberté, lorsque la maladie peut être contrôlée par des médicaments, de l'exercice et un régime alimentaire et d'empêcher ces syndromes métaboliques comme le diabète, l'obésité maladie cardiaque. "

En mesurant les signatures isotopiques de sous-produits métaboliques contenant du carbone dans le sang ou l'haleine de souris, l'équipe a réussi à identifier des altérations métaboliques distinctes. Selon le co-auteur Warren Porter, professeur de zoologie à l'UW-Madison, les chercheurs ont injecté du glucose contenant un seul atome d'isotope plus lourd, le carbone 13, pour suivre les voies métaboliques les plus actives chez les rongeurs sains ou malades. En quelques minutes, l’équipe a pu mesurer les changements dans le rapport du carbone 12 au carbone 13 dans le dioxyde de carbone que les souris exhalaient.
L'un des avantages de cette stratégie est qu'elle surveille la fonctionnalité de l'ensemble du corps avec une seule mesure. En plus de simplifier le diagnostic, il offre également un retour rapide possible de l'efficacité des traitements.
Porter, a déclaré:

"Le schéma de ces ratios dans le sang ou la respiration est différent pour différentes maladies - par exemple le cancer, le diabète ou l'obésité - ce qui rend cela applicable à un large éventail de maladies."

La technologie dépend du fait que le corps utilise différentes sources pour générer de l'énergie dans différentes conditions.
Porter explique:

"Votre corps change de source d'énergie. Lorsque nous sommes en bonne santé, nous utilisons les aliments que nous mangeons. Lorsque vous tombez malade, le système immunitaire prend le contrôle du corps et déchire les protéines pour produire des anticorps."

Ce changement des sucres en protéines engage diverses voies biochimiques dans le corps, provoquant des altérations claires dans les isotopes de carbone qui apparaissent dans le dioxyde de carbone exhalé. Les altérations peuvent indiquer les premiers stades de la maladie, si elles sont détectées rapidement.

En outre, l’équipe a découvert des schémas similaires à l’aide de deux examens indépendants: la spectroscopie à cavité annulaire sur la respiration expirée et la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire dans le sérum sanguin. Les chercheurs expliquent que la technique basée sur la respiration est particulièrement intéressante, car elle est considérablement plus sensible que les examens sanguins et non invasive.
Les méthodes utilisées chez les souris étaient suffisamment sensibles pour identifier des variations statistiquement considérables entre des populations même extrêmement petites de souris malades et en bonne santé.
Bien que l’équipe ait imaginé un petit «alcootest» portatif pouvant être facilement transporté dans des régions éloignées ou rurales, les examens actuels de spectroscopie par cavités utilisent une machine de la taille d’une boîte à chaussures.
Les recherches ont co-fondé Isomark, LLC afin de développer la technologie et ses applications. Leur objectif est d'étudier la biologie fondamentale de la maladie et de mieux comprendre si les altérations biochimiques distinctives qu'ils peuvent observer sont des effets causaux ou indésirables.
Les instituts nationaux de la santé, les instituts de découverte du Wisconsin, la fondation Rodale et le fonds Farmers Advocating for Organics ont financé l'étude. Les autres co-auteurs sont Julia Haviland, Marco Tonelli et Dermot Haughey, tous à UW-Madison.
Écrit par Grace Rattue