Phenotypage de l'asthme par volatilomique de l'haleine

L’asthme est l’une des maladies inflammatoires chroniques les plus répandues dans le monde, touchant 235 millions de personnes. Cela représente un problème majeur de santé publique dû aux coûts élevés, estimés à 19,3 milliards d’euros par an, liés au traitement et au diagnostic. L’asthme est caractérisé par différents mécanismes inflammatoires des voies respiratoires. En fonction du profil inflammatoire, le traitement le plus adapté sera différent. C’est pourquoi, les traitements actuels ne sont pas efficaces pour une majorité des patients. Le développement de méthode pouvant caractériser efficacement les différents types d’asthme (éosinophilique, neutrophilque, paucigranulocytique, mixte-granulocytique) permettrait l’établissement de traitement personnalisé. L’utilisation de l’haleine comme outils de diagnostic permettrait l’établissement d’une procédure non-invasive pour le suivi de l’asthme.

Dans cette étude, nous avons analysé les composés organiques volatils provenant de l’haleine de 521 patients. Les échantillons ont été collectés dans des sacs Tedlar®. Cette étude a été réalisée en deux phases cliniques. La chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) a été utilisée lors de la première phase. Sept composés ont été identifiés comme marqueurs potentiels de l’asthme par utilisation d’algorithmes d’apprentissage automatique. La phase de validation a été réalisée en analysant l’haleine de 245 patients par chromatographie gazeuse bidimensionnelle exhaustive couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (GC×GC-HRTOFMS). Cette phase de validation a confirmé l’efficacité de cinq composés. L’utilisation des indices de rétention, de la haute résolution et de l’injection de standards internes ont permis l’identification robuste des composés cibles.

Dans les deux phases cliniques, les courbes ROC (receiver operating characteristic) ont été construites pour évaluer la performance de la classification dans un scénario de classification binaire. Chaque cohorte de patients a été divisée en un deux sets : un set d’apprentissage servant à la construction du modèle statistique et un set de validation. La phase clinique de validation a confirmé l’efficacité de cinq composés pour la classification des patients sur base de leur phénotype avec une précision de 70%, 60% et 64%. Ces molécules cibles fonctionnent mieux que les méthodes classiques de diagnostiques basées sur l’analyse sanguine ou du NO. La combinaison des analyses sanguines, de mesure du NO et des molécules volatiles cibles fournit la meilleure performance de classification avec une précision de 76%.

Cette étude représente la première étude clinique à grande échelle dans le domaine des méthodes de diagnostic basée sur l’haleine. Elle a permis l’identification de marqueurs permettant le phénotypage des patients asthmatiques. Cette étude démontre le potentiel de l’analyse d’haleine pour le diagnostic clinique.