Les nez de robots pourraient un jour « sentir » la maladie dans votre haleine

Nez de robot qui peut

Les scientifiques développent un dispositif de diagnostic pour identifier des composés uniques à des maladies particulières. Crédit : Nano Research, Presses universitaires de Tsinghua

Les scientifiques travaillent sur des techniques de diagnostic qui pourraient détecter les composés chimiques de l’haleine, de la sueur, des larmes et d’autres émissions corporelles et qui agissent comme des empreintes digitales de milliers de maladies.

Mais pour faire passer ce concept – connu sous le nom de « volatolomique » – et ses technologies de diagnostic associées du laboratoire à la commercialisation, il faudra une collaboration entre de nombreuses disciplines. Cela inclut des chercheurs tels que des chimistes, des scientifiques des matériaux et des ingénieurs électriciens qui parlent rarement la même langue et ne connaissent pas bien les découvertes des autres. Une nouvelle revue complète de ce domaine encore très jeune vise à être un pont entre les nombreux acteurs disparates impliqués.

L’article de synthèse a été publié dans la revue Nano-recherche.

Lorsque vous sentez un parfum, rencontrez l’odeur de fleurs ou d’épices, ou souffrez d’une bouffée de polluants, ce que votre corps ressent réellement, ce sont des composés organiques volatils, des produits chimiques qui ont un point d’ébullition bas et qui s’évaporent donc facilement. Autrement dit, ils sont volatils et ces produits chimiques en tant que groupe sont appelés composés organiques volatils ou COV.

Tous les organismes libèrent délibérément des COV à des fins diverses, notamment la défense, la communication et la reproduction. Mais les COV sont également libérés accidentellement dans le cadre de tous les processus biologiques, y compris les processus liés à la maladie. Ceux libérés sont également propres à chacun de ces processus. Cela signifie qu’il existe une “signature” ou une “empreinte” COV particulière pour chaque maladie.

Ces COV liés à la maladie sont également libérés bien avant que les gens ne se rendent compte que quelque chose ne va pas avec eux, et donc aussi bien avant qu’un médecin puisse effectuer une technique de diagnostic, que ce soit par des tests sanguins, des radiographies, des échantillons de tissus ou tout autre examen. ou travaux de laboratoire. Un grand nombre de maladies, notamment les cancers, sont d’autant plus faciles à traiter qu’elles sont diagnostiquées tôt. Ainsi, si les chercheurs et les cliniciens sont capables de catégoriser l’empreinte COV de différentes maladies et que les ingénieurs sont capables de développer des dispositifs capables d’identifier rapidement ces empreintes digitales, cela pourrait potentiellement révolutionner la capacité de la médecine à diagnostiquer et finalement traiter les maladies. En prime, l’absence de nécessité d’une procédure invasive à partir d’un tel diagnostic via le “reniflement” signifie qu’elle serait également indolore, contrairement à beaucoup trop de techniques de diagnostic existantes.

C’est l’idée principale derrière le concept du très jeune domaine de la volatolomique, ou analyse de l’ensemble de l’ensemble des COV qu’une personne expire dans son souffle ou émet par sa peau, sa sueur, ses larmes, ou bien via tout autre mécanisme corporel.

Bien que le domaine de la volatolomique soit nouveau, le concept de diagnostic de maladie via le reniflement de l’haleine de quelqu’un remonte en fait au médecin grec ancien Hippocrate et au légendaire médecin chinois ancien Bian Que, et même au cours des 50 dernières années, des milliers d’empreintes digitales de COV de maladies ont été identifiées. Mais jusqu’à présent, nous manquions de technologies de diagnostic avancées pour faire grand-chose avec ces informations.

Ce qui a provoqué l’explosion de la recherche en volatolomique au cours des dernières années, c’est le développement précisément du type de technologies, y compris l’exploration de données de grandes quantités de données (“Big Data”), l’apprentissage automatique et les capteurs de nanomatériaux, qui peuvent potentiellement rapidement et identifier avec précision ces empreintes digitales de COV face à une énorme complexité et à des facteurs de confusion tels que les COV libérés par les aliments, les boissons et la pollution de l’environnement, et ce, quelles que soient les sources corporelles dont ils proviennent.

“Mais le domaine est si jeune et attire des chercheurs de nombreux domaines tels que la chimie, l’électrotechnique, l’informatique, la science des matériaux, et bien sûr des cliniciens qui traitent des patients tous les jours, qui n’ont pas l’habitude de se parler, qui généralement emploient des méthodologies différentes, et qui souvent n’utilisent même pas les mêmes termes », a déclaré Yun Qian, co-auteur de la revue et chercheur au Centre de cancérologie de l’Université du Zhejiang.

“Nous avons donc réuni un groupe d’entre nous de ces différentes disciplines pour rédiger un article de synthèse complet qui, nous l’espérons, fonctionnera comme un pont reliant l’expertise de chacun dans ce domaine tentaculaire.”

Les auteurs ont d’abord résumé tous les COV associés à différentes maladies de toutes les sources corporelles possibles dans une sorte d’encyclopédie des substances volatiles.

“Cette partie de l’examen était cruciale, car une telle liste de cibles a été très recherchée par les chimistes, les scientifiques des matériaux et les ingénieurs électriciens en particulier”, a ajouté Mingshui Yao, un autre des auteurs et chercheur au State Key Laboratory de Systèmes complexes multiphases avec l’Académie chinoise des sciences.

“Ils avaient besoin de savoir quelles sont les empreintes digitales ou les” biomarqueurs “pour lesquels ils conçoivent leur équipement de diagnostic. Maintenant, ils peuvent simplement rechercher cela.”

En outre, la revue donne un commentaire sur l’état des lieux des technologies impliquées dans l’analyse volatolomique, en particulier les dispositifs avancés de “nez électronique” (E-nose) et de “nez photonique” (P-nose) pour la détection des COV.

En décrivant la situation actuelle, les obstacles auxquels sont confrontés les développeurs de ces “nez de robot” et en offrant des perspectives d’avenir, les examinateurs visent à la fois à donner aux médecins une bonne compréhension de ces technologies de détection de pointe et à donner à tous les chercheurs en volatolomique un aperçu de l’endroit où les principales lacunes de la recherche se situent, et permettent ainsi de réduire l’écart encore considérable entre la paillasse et le déploiement commercial.

Les auteurs espèrent qu’avec l’examen comme point de référence pour toutes les personnes impliquées, ces lacunes pourront être comblées et les obstacles au développement technologique surmontés, en particulier en ce qui concerne de meilleurs matériaux absorbant les COV, des matériaux de détection sélective, des structures de capteurs avancées et des méthodes intelligentes de traitement des données.

L’objectif ultime est de pouvoir un jour déployer la volatolomique comme référence en matière de diagnostic clinique.


‘E-nez’ renifle les mélanges de composés organiques volatils


Plus d’information:
Wenwen Hu et al, Volatolomics dans les soins de santé et sa technologie de détection avancée, Nano-recherche (2022). DOI : 10.1007/s12274-022-4459-3

Fourni par Tsinghua University Press

Citation: Volatolomics : les nez de robots pourraient un jour être capables de “sentir” la maladie dans votre haleine (2022, 30 juin) récupéré le 30 juin 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-06-volatolomics-robot-noses-day -maladie.html

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