Même si les cigarettes électroniques ne contiennent aucune substance illicite, le liquide peut causer de graves problèmes de santé. Souvent, la concentration en nicotine de ces produits est plusieurs fois supérieure à celle des cigarettes classiques, favorisant une dépendance rapide. Par ailleurs, dans des pays comme le Brésil, qui ont interdit la cigarette électronique, on constate que les produits proposés aux utilisateurs ne subissent aucun contrôle de qualité. Une résolution de l'Agence brésilienne de réglementation de la santé (ANVISA) interdit la fabrication, l'importation, la vente, la distribution, le stockage, le transport et la publicité des appareils électroniques pour fumer.
Certains de ces liquides contiennent jusqu'à 100 fois plus de nicotine qu'une cigarette ordinaire, dont la limite maximale légale est de 1 milligramme de nicotine par cigarette. De plus, des additifs tels que l'acétate de vitamine E ont été trouvés dans les liquides, ce qui a causé la mort et des lésions pulmonaires permanentes chez les utilisateurs aux États-Unis. »
Luciano Arantes, chercheur et membre du comité de direction de l'Institut national brésilien de science et technologie sur les substances psychoactives (INCT-SP)
Le scénario devient encore plus préoccupant si l’on considère l’utilisation clandestine de cannabinoïdes synthétiques dans ces appareils. Ces substances sont créées en laboratoire pour imiter les effets du tétrahydrocannabinol (THC), le principal composant psychoactif présent dans Cannabis sativaou de la marijuana. Cependant, les cannabinoïdes synthétiques sont beaucoup plus puissants et peuvent déclencher des effets neurologiques tels que des convulsions, des épisodes psychotiques et même la mort par surdose.
« Nous assistons à une course chimique. Des groupes clandestins produisent des médicaments aux structures de plus en plus puissantes, nécessitant des doses minimes pour obtenir l'effet souhaité. Comme il n'y a pas d'étiquetage ni d'avertissement, les utilisateurs consomment sans savoir ce qu'ils ingèrent », prévient Arantes.
Pour résoudre ce problème, des chercheurs brésiliens, en partenariat avec des collègues internationaux, ont développé un capteur portable capable de détecter avec précision les cannabinoïdes synthétiques dans les liquides des cigarettes électroniques et les fluides biologiques, comme la salive. L'appareil est décrit dans un article publié dans la revue Talanta.
« Nous avons développé une méthode électrochimique qui identifie différentes molécules cannabinoïdes synthétiques avec une sélectivité et une sensibilité élevées. L'analyse peut être effectuée n'importe où, avec un petit échantillon, et le capteur répond avec un signal électrochimique caractéristique », décrit Larissa Magalhães de Almeida Melo, première auteure de l'étude, aux côtés de l'étudiante Cecília Barroso.
L'appareil utilise une électrode en diamant dopée au bore fabriquée en collaboration avec un groupe de l'Université de technologie de Bratislava, en Slovaquie. « C'est un système simple : l'électrode est connectée à un potentiostat portable, qui peut être connecté à un téléphone portable via son port USB-C ou même via une connexion Bluetooth sans fil. La réponse est un graphique courant-tension, avec des pics spécifiques qui identifient et quantifient les substances présentes », explique Melo.
« Ce capteur représente une innovation majeure dans le domaine des appareils portables, car il combine la portabilité des capteurs imprimés avec la haute stabilité des matériaux diamantés dopés au bore, qui peuvent être réutilisés d'innombrables fois », souligne Wallans Torres Pio dos Santos, professeur à l'Université fédérale de Vale do Jequitinhonha et Mucuri, dans l'État brésilien de Minas Gerais, et coordinateur du étude.
Le capteur a été testé avec deux des cannabinoïdes synthétiques les plus courants et les plus dangereux, AB-Chminaca et MDMB-4en-Pinaca. Il a démontré la capacité de détecter des concentrations aussi faibles que 0,2 µM, même en présence de niveaux élevés de nicotine et d'autres interférences. En chimie, µM (micromolaire) est une unité de mesure de la concentration d'une substance en solution. Un µM équivaut à un millionième de mole par litre.
« Le grand avantage de notre appareil est sa sélectivité. Même avec la complexité des échantillons, nous avons pu nous concentrer uniquement sur les substances d'intérêt. C'est comme entrer dans une pièce sombre et éclairer uniquement l'endroit que nous voulons observer », compare Santos.
En plus de son utilisation comme outil de dépistage par la police judiciaire, l'appareil peut être utilisé en santé publique pour fournir des soins d'urgence aux personnes souffrant de surdoses ou d'autres complications, ainsi que pour des initiatives préventives de réduction des méfaits. À cette fin, le groupe de recherche s'associe au « Projet BACO : Toxicologie et analyse toxicologique comme sources d'information pour la politique en matière de drogues ». « Le but de ce projet est d'évaluer l'utilisation de nouvelles substances psychoactives lors de fêtes et de festivals en analysant des échantillons de salive. Notre partenariat avec les chercheurs de BACO vise à étendre l'objectif initial du projet pour permettre non seulement l'analyse de la salive, mais aussi le dépistage immédiat des substances que les fêtards ont l'intention de consommer », explique Arantes.
« Ces cannabinoïdes synthétiques sont en constante évolution. De nouvelles variantes apparaissent constamment, et beaucoup d'entre elles sont extrêmement puissantes et dangereuses. Notre objectif est de développer des technologies qui peuvent être mises en pratique. Nous voulons que les utilisateurs sachent ce qu'ils consomment et soient en mesure de prendre des décisions éclairées. Cela peut éviter des intoxications graves et même sauver des vies », souligne Melo.
« Nos enquêtes montrent que 63 % des utilisateurs ne savent pas ce qu'ils consomment. Beaucoup pensent qu'ils consomment une drogue connue, mais en réalité, ils consomment peut-être une substance beaucoup plus puissante. En identifiant la substance sur place, le capteur donne aux utilisateurs la possibilité de prendre une décision éclairée concernant son utilisation. Cela réduit les risques et sauve des vies », souligne Santos.
L’adaptabilité de la méthode est un autre atout mis en avant par les chercheurs. « Nous avons déjà développé des capteurs pour d'autres classes de substances, telles que le LSD et ses analogues synthétiques, les cathinones et les phényléthylamines. Nous travaillons également à l'incorporation de réactifs colorimétriques dans les capteurs pour faciliter l'interprétation visuelle des résultats », explique Arantes.
La FAPESP soutient le projet grâce à des subventions de recherche accordées à José Luiz da Costa de l'Université d'État de Campinas (UNICAMP) dans l'État de São Paulo, au Brésil, expert en toxicologie et partenaire du groupe. Une partie de l'analyse a été réalisée en collaboration avec son laboratoire, à partir de véritables échantillons de salive collectés dans les environnements où les produits sont utilisés.
« Les échantillons de salive utilisés dans l'étude ont été collectés dans le cadre du projet BACO, développé à l'UNICAMP en partenariat avec le ministère de la Justice et de la Sécurité publique (MJSP). Ce projet, à son tour, est une émanation de la recherche « La toxicologie des nouvelles substances psychoactives (NPS) : épidémiologie de la consommation à travers l'analyse d'échantillons de cheveux et de liquides buccaux », également soutenue par la FAPESP, dans laquelle nous avons mené la première enquête épidémiologique au Brésil sur les NPS lors de fêtes et de festivals. Sur la base des résultats de cette recherche, le MJSP a décidé de soutenir et d'élargir l'étude, permettant de collecter un nombre d'échantillons beaucoup plus important, de 500 échantillons dans le projet initial à 2 500 dans le projet actuel. Cela nous a permis de nouer de nouveaux partenariats, dont celui-ci avec le groupe du professeur Wallans », explique Costa.
« L'objectif est d'amener la science là où elle peut avoir un impact direct. Les experts, les médecins et les professionnels de la santé ont besoin d'outils accessibles, rapides et fiables pour faire face aux défis posés par les nouveaux médicaments. Ce que nous proposons est une solution pratique, portable et évolutive », résume Arantes.
