Une recherche inédite menée par l'Université Monash pourrait être la clé d'une meilleure surveillance et d'un meilleur traitement des maladies pulmonaires associées à la fibrose kystique (mucoviscidose) – une condition à laquelle des milliers de personnes sont diagnostiquées chaque année.
À l'aide de la vélocimétrie aux rayons X (XV), la collaboration multidisciplinaire de physiciens, d'ingénieurs, d'ingénieurs biomédicaux et de cliniciens a pu mesurer la dynamique du flux d'air à travers les poumons au cours d'un cycle de respiration naturel et mesurer les présentations du poumon CF maladie.
L'équipe de recherche, dirigée par le Dr Freda Werdiger du Département de génie mécanique et aérospatial de l'Université Monash, a été en mesure de localiser avec précision les emplacements des flux d'air anormaux dans les poumons atteints d'une maladie de type CF et de mieux quantifier le niveau de maladie présent.
L'essai réussi ouvre la voie à une gamme de maladies respiratoires à diagnostiquer, à traiter et à gérer plus tôt que la technologie actuelle ne le permet et à une dose de rayonnement inférieure à la tomodensitométrie actuelle.
L'étude a été publiée dans la prestigieuse revue Nature Scientific Reports.
Dans cette étude, nous présentons deux développements dans l'analyse XV. Premièrement, nous montrons la capacité du XV en laboratoire à détecter la nature inégale de la maladie de type CF chez les souris touchées. Deuxièmement, nous présentons une technique de quantification numérique de cette maladie, qui peut délimiter entre deux modes principaux de symptômes de la maladie. Ce modèle analytique fournit une approche simple, facile à interpréter et capable d'être facilement appliquée à de grandes quantités de données générées en imagerie XV. Ensemble, ces avancées montrent la puissance de XV pour évaluer les changements locaux de débit d'air. Nous proposons que XV soit considéré comme un nouvel outil de mesure de la fonction pulmonaire pour le développement thérapeutique pulmonaire dans des modèles animaux de petite taille, pour la mucoviscidose et pour d'autres maladies muco-obstructives.
Dr Freda Werdiger, Département de génie mécanique et aérospatial, Université Monash
La fibrose kystique est une maladie génétique progressive, chronique et débilitante causée par des mutations du gène régulateur de conductance transmembranaire des FC. La maladie implacable des voies respiratoires des FC commence tôt dans la petite enfance et produit une détérioration constante de la qualité de vie, entraînant finalement une mort prématurée.
Des outils d'évaluation de la santé pulmonaire efficaces doivent saisir la nature inégale des maladies pulmonaires muco-obstructives telles que la mucoviscidose, ce qui est important pendant les premiers stades de la maladie lorsque des traitements locaux pourraient être appliqués pour empêcher la progression de la maladie.
Mais, les méthodes actuelles d'évaluation de la fonction pulmonaire ont de nombreuses limites, notamment l'incapacité de localiser avec précision l'origine des changements mesurés à l'échelle mondiale de la santé pulmonaire.
Les évaluations de la santé pulmonaire globale chez les humains et les animaux sont effectuées à l'aide de tests de la fonction pulmonaire qui détectent les anomalies en mesurant le débit de gaz dans les voies respiratoires. La spirométrie est l'outil le plus courant pour évaluer la fonction pulmonaire, mais elle mesure le flux d'air global à la bouche.
Malgré la disponibilité de techniques qui évaluent la fonction pulmonaire ou la structure pulmonaire, aucune d'entre elles n'est capable de quantifier simultanément la fonction et d'identifier l'origine de ces changements fonctionnels. Il a été démontré qu'un mouvement pulmonaire anormal pendant la respiration est un indicateur de maladie.
La vélocimétrie par rayons X fournit des images en temps réel non invasives, haute définition et sensibles du flux d'air à travers les poumons dans les organismes vivants.
La technologie a été conçue et commercialisée par la société australienne de technologie médicale 4DMedical, dirigée par le PDG et ancien chercheur de l'Université de Monash, le professeur Andreas Fouras. La technologie a depuis été mise à l'échelle pour une utilisation clinique, et aux États-Unis a récemment reçu l'approbation de la FDA pour toutes les indications respiratoires chez l'adulte.
Pour diagnostiquer, surveiller et traiter efficacement les maladies respiratoires, les cliniciens devraient être en mesure d'évaluer avec précision la distribution spatiale du flux d'air à travers la structure fine du poumon. Cette capacité permettrait de localiser et de mesurer tout déclin ou amélioration de la santé, ce qui permettrait de concevoir des options de traitement améliorées. Le succès de XV réside dans sa capacité à établir des mesures quantitatives fiables et significatives, et cette étude montre comment cela peut être accompli. À l'avenir, on peut s'attendre à ce que ces techniques soient appliquées à la caractérisation numérique de la maladie pulmonaire liée à la mucoviscidose dans des cohortes plus importantes et d'autres modèles animaux atteints de mucoviscidose. Ces méthodes permettent d'appliquer les analyses de manière simple et avec un traitement manuel minimal, afin de permettre une étude et un développement continus du traitement de la mucoviscidose et d'autres maladies respiratoires. «
Dr Werdiger
Une collaboration sur ce projet a été entreprise avec des médecins respiratoires à l’hôpital pour femmes et enfants d’Adélaïde et à l’Université d’Adélaïde. Gandel Philanthropy a fourni des fonds pour aider à l'enquête du Dr Werdiger.
