Thursday, February 26, 2015

Le tatouage magique: mais bien sûr...

Note: this is a French translation of a previous post.

Depuis quelques semaines, dans le monde entier, les forums dédiés au diabète s'enthousiasment au sujet du dernier buzz, le tatouage temporaire qui mesurerait la glycémie au travers de l'épiderme. Malheureusement, il semble que les diabétiques ne lisent que les gros titres... (les universités adorent faire les gros titres avec des tatouages qui mesurent la glycémie - voir ici par exemple pour une annonce de 2009 basée sur une autre technologie)

L'article originel n'est plus en accès libre, mais son abstract se trouve ici



Laissez-moi vous donner un indice sur la suite de ce post en vous montrant la partie du senseur Abbott Libre correspondant au tatouage montré sur les photos de presse. Vous voyez ces petits anneaux métalliques au centre de l'image? Et oui, comme dans le tatouage, vous avez une anode et une cathode. Il ne reste plus qu'à ajouter un petit fil sous-cutané et vous aurez également remplacé le gel qui se trouve sous le tatouage.



Comment le tatouage mesure-t-il le glucose?

Le tatouage essaie de mesurer la concentration de glucose grâce à une réaction chimique bien connue basée sur la glucose oxydase. Cette réaction est utilisée depuis au moins 1957 pour mesurer la glycémie. (ici) et est celle que votre glucomètre utilise probablement. Certains glucomètres utilisent une réaction similaire basée sur la glucose déshydrogénase (voir ici). C'est aussi la réaction exploitée par les CGMs actuels. L'oxydation de glucose génère un très petit courant électrique - un flux d'électrons - proportionnel à la quantité de glucose qu'elle oxyde. Ce flux d'électrons est mesuré par un senseur ampérométrique et finalement corrélé avec la concentration de glucose. Jusqu'ici, rien d'inhabituel: la technologie a fait ses preuves après avoir mûri pendant 50-60 ans. C'est solide, mais pas très nouveau.

D'où vient le glucose?


Quand vous mesurez votre glycémie avec un glucomètre, la réponse est évidente: la glucose-oxydase réagit avec le glucose présent dans la goutte de votre sang. Dans le cas d'un CGM, la glucose-oxydase qui couvre le fil du senseur mesure la quantité de glucose présente dans le liquide interstitiel, le liquide qui rend les humains doux et spongieux. La concentration de glucose dans le liquide interstitiel dépend directement, avec un retard de quelques minutes, de la concentration sanguine de glucose. La dynamique extrêmement complexe des transferts de glucose entre le sang et le liquide interstitiel est décrite ici. Ce processus fait l'objet de recherches intense car la bonne compréhension de cette dynamique est essentielle au développement d'un pancréas artificiel efficace.

Mais comment le tatouage obtient-il le glucose? Malheureusement pour lui, les humains ne sont pas particulièrement renommés pour leur capacité à exsuder du glucose. La molécule doit être extraite - de force du liquide interstitiel sous-cutané vers la surface de l'épiderme. Comme le rôle de la peau est précisément de maintenir les liquides et molécules essentielles à l'intérieur de notre corps, une technique assez brutale appelée iontophorèse inverse doit être utilisée pour extraire le glucose. Cette une technique plus récente, datant de 1995 au moins (lien) et qui a déjà conduit au développement, à l'approbation et à la commercialisation de produits permettant la mesure non-invasive de concentration de glucose dans les années 2000. Ces produits, dont le représentant principal était la "glucowatch", étaient lents (plusieurs minutes d'extraction), peu fiables (MARD > 30%) et provoquaient des effets secondaires cutanés importants à cause de l'intensité des courants électriques nécessaires à l'iontophorèse inverse.

Forcer une molécule de glucose à travers une membrane qui lui est normalement étanche n'est pas facile... Le communiqué de presse mentionnait ce problème, tout en expliquant que des courants moindres étaient appliqués. Cette petite précision n'était évidemment pas présente dans les gros titres.

Donc, le tatouage n'est pas vraiment révolutionnaire à ce niveau là non plus. Si l'on ajoute au retard entre le compartiment sanguin et le compartiment interstitiel celui induit par l'iontophorèse inverse, on se rend vite compte que loin de se rapprocher d'une boucle de contrôle plus rapide, nous nous en éloignons à grands pas.

Quels résultats? Quelle technique?


Il faut bien comprendre que le tatouage montré sur la photo de presse n'est que la cathode et l'anode de tout un système. Connecté à une alimentation de laboratoire, le tatouage a pris une dizaine de minutes pour extraire le glucose à la surface de la peau. Ce glucose a réagi avec un tatouage préparé avec un gel contenant de la glucose oxydase (comme attendu depuis 1957) et n'a pas réagi avec un tatouage de contrôle dépourvu de glucose-oxydase (heureusement). Le senseur ampérométrique connecté à l'anode et à la cathode du tatouage a montré la présence d'un courant électrique corrélé avec l'absorption de glucose (un soda) après un retard attendu (digestion, sang->liquide interstitiel->iontophorèse inverse). C'est tout. Comme les auteurs le notent à la fin de l'article: "il reste du travail"


J'en veux un quand même!!!


D'accord, le tatouage est si mignon que vous pourriez en vouloir un de toute façon. Avez-vous besoin d'autre chose en plus du tatouage et du gel préparé à la glucose oxydase? Oui...


  • une alimentation de laboratoire
  • un ampèremètre
  • du câble
  • un ordinateur
  • un thermomètre
  • une licence mathematica ou la compétence nécessaire pour développer vos méthodes avec numy par exemple.
  • un sens de l'observation développé pour corréler l'ampérométrie avec votre glycémie.

N'oubliez pas que les glucomètres et CGML actuels intègrent tout cela dans un ou deux centimètres cube.

Vous ferez face aux problèmes additionnels suivants (liste non limitative)


  • la peau n'est pas une constante
  • vous ajouterez systématiquement le retard de l'iontophorèse inverse aux retards déjà présents
  • votre glycémie variera pendant que vous la mesurez
  • la concentration locale de glucose variera car vous la modifiez activement
  • vous travaillerez avec des concentrations de glucose inférieures d'un facteur 100 aux concentrations invasives et serez donc en conséquence et à technologie de traitement de signal équivalente, limité intrinsèquement au niveau rapport signal bruit.
Que gagnerez-vous?


  • vous éviterez une insertion de CGM toutes les unes ou deux semaines et un ou deux tests capillaires par jour.

Si je n'ai pas été surpris par la couverture médiatique généraliste, j'ai néanmoins été déçu par les articles sur les sites dédiés au diabète. Je m'attendais à mieux. Un minimum de mise en contexte et d'esprit critique. Leur rôle n'est peut-être finalement pas d'informer, mais plutôt de nous livrer de temps en temps une petite nouvelle qui suscite l'espoir; l'espoir que "dans cinq ans, tout ira mieux". Pour le moral, l'ignorance est peut-être la meilleure des choses.

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