Un nez électronique prédit les crises d’épilepsie une heure avant

Dans le monde de l’épilepsie, les chiens d’alerte peuvent identifier les moindres changements dans la chimie corporelle et prévenir d’une crise imminente plus d’une heure avant qu’elle ne survienne. Motivée par cette capacité prodigieuse de la nature, une équipe de chercheurs a trouvé une manière de la reproduire grâce à la technologie : un nez en silicium.

Les laboratoires nationaux Sandia, en collaboration avec leur partenaire de recherche Know Biological, ont mis au point un système de capteurs miniaturisés capable de détecter les gaz spécifiques émis par la peau des personnes épileptiques avant une crise.

Gary Arnold, PDG et fondateur de Know Biological, a expliqué que le dispositif conçu par Sandia a pu détecter les gaz clés sur une compresse passée sur la peau d’un patient 22 minutes avant le début d’une crise.

Pour ceux qui souffrent d’épilepsie, cette connaissance anticipée d’une crise permet de prendre des médicaments susceptibles d’interrompre la plupart des crises ou, à défaut, de se mettre en lieu sûr et privé.

Un ami épileptique à Mr. Arnold a confié : « Avoir une crise est horrible, mais ce n’est pas le pire de l’épilepsie. Le plus dur, c’est de ne jamais savoir quand on va faire une crise. L’impact psychologique de cette incertitude est accablant. »

Comment le nez sait-il ?

Arnold et ses collaborateurs universitaires ont voulu comprendre comment les chiens d’alerte détectaient l’imminence d’une crise. Ils ont identifié plusieurs composés organiques volatils clés (COV), responsables de diverses odeurs, allant de l’herbe fraîchement coupée à celle du vernis à ongles en train de sécher. Ils ont découvert que les chiens d’alerte savent quand une crise est imminente parce qu’ils sentent le changement de la chimie corporelle.

« Nous avons pu identifier un bouquet de huit COV qui étaient uniques aux crises« , a ajouté Gary Arnold. « Parmi ceux-ci, trois COV étaient considérés comme principaux, apparaissant dans chaque échantillon prélevé sur une personne faisant une crise. Ces COV commencent à augmenter en concentration avant le début de la crise.« 

Un « nez » en silicium

Gary Arnold et l’ingénieur biomédical de Sandia, Philip Miller, travaillent à adapter le système miniaturisé pour détecter les gaz identifiés.

« Nous avons utilisé un système en trois parties pour faire l’analyse« , a déclaré Philip Miller. « Nous avons divisé l’analyse en plusieurs étapes pour faire la collecte, la séparation et l’identification des COV. Deux des composants sont fabriqués dans le complexe d’ingénierie, de science et d’applications microsystèmes de Sandia.« 

Du banc d’essai au poignet

Jusqu’à présent, Sandia et Know ont obtenu quatre brevets conjoints et ont deux autres demandes de brevets en cours d’examen, ont déclaré Mr. Arnold et Mr. Miller. Know Biological a également licencié plusieurs technologies Sandia à tester dans ce capteur.

L’étape suivante consiste à ajuster le capteur prototype pour sentir les gaz directement sur la peau d’une personne, plutôt que sur une compresse qui a été sur leur peau, a déclaré Mr. Miller. Il ne s’attend pas à ce que cela pose beaucoup de problèmes, mais c’est une étape importante avant que le système puisse être affiné en un capteur portable de type montre capable de collecter des échantillons tout au long de la journée.

Les capteurs pourront alors quitter le laboratoire et accompagner les personnes épileptiques à leur domicile. Mr. Arnold prévoit de recruter bientôt des patients pour les tests bêta, dans l’espoir de commercialiser le capteur d’ici à la fin de 2024.

« Pour moi, ce test est le point final du premier chapitre complet de l’histoire du microChemlab« , a ajouté Mr. Miller. « Greg Frye-Mason avait envisagé cela il y a plus de 25 ans, et nous en sommes maintenant à un point où le système peut être utilisé comme un dispositif médical qui pourrait améliorer considérablement la santé et le bien-être d’un individu. C’est vraiment cool. Le prochain chapitre consiste à le sortir du laboratoire et à le mettre entre les mains des prestataires de soins de santé et des patients. »

Les points à retenir

Légende illustration principale : Gary Arnold, PDG et fondateur de Know Biological, a collaboré avec des chercheurs des Sandia National Laboratories pour créer un système de capteurs qui permet aux personnes épileptiques d’être prévenues à temps d’une crise.