Un test d'haleine pourrait-il détecter le cancer ?

Leçon intégrale : https://ed.ted.com/lessons/could-a-breathalyzer-detect-cancer-julian-burschka

Comment un alcootest peut-il mesurer le taux d'alcool dans le sang d'une personne, des heures après avoir bu son dernier verre d'alcool, sur base de l'haleine uniquement ? Peut-on envisager d'utiliser la même technologie pour détecter des maladies, en analysant l'haleine des personnes et en évitant des outils de diagnostic invasif comme les biopsies, les prises de sang ou les radiations ? Julian Burschka nous explique ce processus complexe.

Leçon de Julian Burschka, réalisée par Cabong Studios.

Comment un alcootest mesure-t-il
le taux d'alcool dans le sang

des heures après avoir bu de l'alcool,
sur la base de notre haleine uniquement ?

Notre haleine contient des traces
de centaines, voire de milliers

de composants organiques volatiles :

des molécules très petites et légères
se déplaçant aussi aisément que des gaz.

L'éthanol, qui fait partie de nos
consommations alcoolisées, en fait partie.

Il est véhiculé par notre sang
et arrive dans les poumons.

Il passe ensuite dans notre haleine avec
une concentration 2 000 fois inférieure

en moyenne, que son taux dans le sang.

Quand on souffle dans un alcootest,

l'éthanol dans l'air que nous expirons
passe dans une chambre de réaction.

Il est converti dans une autre molécule
appelée acide acétique

dans un réacteur particulier qui produit
un courant électrique pendant la réaction.

La puissance du courant indique
le taux d'éthanol

dans l'échantillon d'air
et par extension, dans le sang.

Outre les composants organiques
volatiles comme l'éthanol

que nous consommons
dans notre alimentation,

les processus biochimiques de nos cellules
en produisent beaucoup d'autres.

Quand ces processus sont perturbés
par un événement, une maladie par exemple,

la composition de ces composants
inclus dans notre haleine

peut être altérée aussi.

Serait-il possible de détecter une maladie
en analysant l'haleine d'une personne,

sans les outils de diagnostic
plus invasifs

que sont les biopsies,
les prises de sang et les radiations ?

En théorie, la réponse est oui.

Toutefois, diagnostiquer une maladie
s'avère plus compliqué que pour l'alcool.

Pour identifier des maladies,

les chercheurs doivent observer une série
de dizaines de composants

contenus dans l'haleine.

Une maladie particulière peut provoquer
une variation

dans la concentration de certains
composants, sans altérer les autres.

Chaque maladie aura sa propre signature

et pourrait même marquer l'haleine
différemment selon son évolution.

Prenons les cancers,
les candidats les plus étudiés

pour développer un outil de diagnostic
basé sur l'haleine.

Un des changements biochimiques
causés par de nombreuses tumeurs

est l'augmentation drastique
d'un processus qui produit de l'énergie

appelé la glycolyse.

Connue sous le nom d'Effet Warburg,

l'augmentation de glycolyse résulte
dans une augmentation des métabolites

comme le lactate,

qui elle-même influence une cascade
de processus métaboliques

avec pour conséquence l'altération
de la composition de notre haleine,

incluant probablement une concentration
plus forte de composants volatiles

comme le sulfure de diméthyle.

L'Effet Warburg est un des indicateurs
potentiels d'activité cancéreuse

et ne dit rien sur le type de cancer.

D'autres indicateurs seront nécessaires
pour réaliser un diagnostic.

Pour trouver ces différences subtiles,

les chercheurs comparent l'haleine
de personnes saines

avec celles de personnes qui souffrent
d'une maladie précise

à partir de centaines
de profils d'haleine.

Cette analyse complexe exige
des types de capteurs polyvalents

très différents de ceux employés
pour un alcootest.

Un petit nombre sont
en cours de développement.

Certains différencient
les composants individuels

en observant le flux des composants
à travers un set de champs électriques.

D'autres utilisent une matrice
de résistance faite de plusieurs matériaux

dont la résistance est altérée
par l'exposition à des mélanges précis

de composants organiques volatiles.

Il y a d'autres défis encore.

Ces substances sont présentes
en des concentrations extrêmement faibles,

typiquement, quelques
molécules par milliards,

une concentration bien plus faible
que l'éthanol dans l'haleine.

D'autres facteurs que la maladie peuvent
aussi altérer le niveau de ces composants

comme l'âge, le sexe, la nutrition
et l'hygiène de vie.

Enfin, il y a le problème

de distinguer quels composants
dans les échantillons

ont été produits par le corps du patient

de ceux présents dans l'environnement
qui ont été inhalés

peu de temps avant le test.

Tous ces défis rendent les tests d'haleine
précaires aujourd'hui.

Mais des premiers tests cliniques
pour le cancer du poumon ou du côlon

montrent des résultats encourageants.

Un jour, détecter tôt un cancer deviendra
peut-être aussi simple que respirer.