Les chercheurs de l'UC San Diego ont réalisé une percée médicale avec un dispositif portable et non invasif qui enregistre l'activité nerveuse autonome, offrant ainsi la possibilité de détecter précocement des maladies potentiellement mortelles comme la septicémie.
Les chercheurs dirigés par l'UC San Diego ont réalisé une avancée révolutionnaire en développant pour la première fois un dispositif portable et non invasif capable de mesurer l'activité du nerf cervical humain en milieu clinique. Cette technologie révolutionnaire, capable d'enregistrer la neurographie autonome (ANG), pourrait révolutionner la détection précoce et le traitement de maladies inflammatoires telles que la septicémie.
Ce dispositif innovant cible principalement les nerfs vagues et du sinus carotidien, des composants cruciaux du système nerveux involontaire qui contrôlent les fonctions vitales comme la digestion, la fréquence cardiaque et la réponse immunitaire. L'importance de ce développement est vaste, étant donné que le nerf vague joue un rôle central dans la réponse du corps à une blessure ou à une infection, des domaines très étudiés en raison de leurs liens avec des conditions potentiellement mortelles, telles que la septicémie et le SSPT.
La technologie portable offre aux cliniciens un outil en temps réel, cliniquement validé, pour surveiller l'activité involontaire du système nerveux, un indicateur précoce du stress corporel. Comme indiqué dans un Document des rapports scientifiques 2022, l'équipe a créé un réseau d'électrodes flexible et intégré à un adhésif. Leur dernière étude, publié en Nature Communications Biology, a utilisé cette approche pour détecter une activité neuronale profonde dans un modèle clinique hyperinflammatoire simulé.
« Nous sommes encouragés par nos résultats. Le dispositif est sur le point de fournir un marqueur de diagnostic précoce d'une infection pathogène ou d'une inflammation résultant d'un processus pathologique », l'auteur principal de l'étude, Imanuel Lerman, directeur du laboratoire Lerman de l'Institut Qualcomm de l'UC San Diego et fondateur d'InflammaSense Inc., le société sous licence pour la technologie, a déclaré dans un communiqué de presse. « Sur la base des résultats de l'étude, nous déployons actuellement l'appareil dans les unités de soins intensifs du centre médical Jacobs de l'UC San Diego Health. L’appareil détectera les signaux neuronaux involontaires précoces indiquant une septicémie imminente.
L'étude a été dirigée par Troy Bu, doctorant au département de génie électrique et informatique de la Jacobs School de l'UC San Diego. La recherche vise à offrir une alternative non invasive aux microélectrodes implantées chirurgicalement pour surveiller le nerf vague.
Le nouvel appareil détecte l'activité du nerf cervical à l'aide de la magnétoneurographie, une technique puissante qui détecte les champs magnétiques générés par l'activité nerveuse. Lors de tests menés sur neuf sujets humains adultes, l’appareil a enregistré avec succès les réponses nerveuses à l’hyperinflammation induite. Le sang des sujets a été prélevé et leur plasma a été testé pour déterminer les niveaux de base de protéines déclenchant l'inflammation appelées cytokines. Les chercheurs ont ensuite introduit une toxine bactérienne, le lipopolysaccharide, pour simuler une inflammation similaire à celle d’une infection sanguine.
À l’intérieur d’une pièce blindée magnétiquement, des capteurs ont été placés sous l’oreille droite et sur l’artère carotide droite pour surveiller la fréquence cardiaque et l’activité nerveuse. Dans les 30 minutes suivant l'injection, l'appareil a détecté des changements dans l'activité nerveuse, que les chercheurs ont corroborés avec des échantillons de sang et ont remarqué une augmentation de protéines inflammatoires spécifiques.
« Dans le cas du sepsis, chaque minute compte et les traitements précoces sauvent des vies », a déclaré Bu dans le communiqué de presse. « La détection précoce du sepsis est essentielle car, chaque heure où le sepsis n'est pas traité, la probabilité de décès augmente jusqu'à sept pour cent. Notre technologie peut fournir aux médecins un signe avant-coureur d’une réponse hyperimmune ou immunoparalysante en cas de sepsis. Les médecins peuvent alors prodiguer le traitement approprié le plus rapidement possible.»
L’étude a observé que les réponses des patients variaient, se présentant sous la forme de pics distincts des niveaux de protéines inflammatoires et des effets secondaires. De telles informations pourraient aider à identifier les patients les plus susceptibles de présenter des réponses inflammatoires graves et à adapter les traitements en conséquence. Cette technologie pourrait devenir un atout essentiel non seulement pour détecter les premiers signes de sepsis, mais également pour gérer d’autres pathologies, telles que le SSPT, et pour adapter des thérapies spécifiques ciblant les nerfs.
Cette recherche pionnière a impliqué plusieurs collaborateurs, dont les Sandia National Laboratories, l'Université du Wisconsin-Madison, le VA Center for Stress and Mental Health, le Quspin Laboratory, l'Université de Stanford et InflammaSense Inc.
En introduisant ce dispositif dans la pratique clinique, l'UC San Diego est sur le point de faire des progrès significatifs dans le domaine du diagnostic médical, offrant ainsi l'espoir d'une intervention précoce et de meilleurs résultats pour les patients souffrant de maladies inflammatoires.