Les ingénieurs de la UCLA Samueli School of Engineering et leurs collègues de la Stanford School of Medicine ont démontré que les niveaux de médicaments à l'intérieur du corps peuvent être suivis en temps réel à l'aide d'une montre intelligente personnalisée qui analyse les produits chimiques trouvés dans la sueur. Cette technologie portable pourrait être incorporée dans une approche plus personnalisée de la médecine – où un médicament idéal et des dosages peuvent être adaptés à un individu.
Une étude détaillant la recherche a été publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences.
En général, les médicaments sont prescrits selon une approche «universelle» – les médicaments sont conçus et prescrits en fonction de moyennes statistiques de leur efficacité. Il existe des lignes directrices pour des facteurs tels que le poids et l'âge des patients. Mais en plus de ces différenciateurs de base, la chimie de notre corps change constamment – en fonction de ce que nous mangeons et de combien nous avons fait de l'exercice. Et en plus de ces facteurs dynamiques, la composition génétique de chaque individu est unique et, par conséquent, les réponses aux médicaments peuvent varier. Cela affecte la vitesse à laquelle les médicaments sont absorbés, prennent effet et sont éliminés d'un individu.
Selon les chercheurs, les efforts actuels pour personnaliser le dosage du médicament reposent fortement sur des prises de sang répétées à l'hôpital. Les échantillons sont ensuite envoyés pour être analysés dans des laboratoires centraux. Ces solutions sont peu pratiques, longues, invasives et coûteuses. C'est pourquoi ils ne sont pratiqués que sur un petit sous-ensemble de patients et en de rares occasions.
Nous voulions créer une technologie portable capable de suivre le profil des médicaments à l'intérieur du corps de manière continue et non invasive. De cette façon, nous pouvons adapter le dosage optimal et le moment de la prise pour chaque individu. Et grâce à cette approche de personnalisation, nous pouvons améliorer l'efficacité des traitements thérapeutiques. «
Sam Emaminejad, chef d'étude, professeur assistant de génie électrique et informatique à l'UCLA
En raison de leur petite taille moléculaire, de nombreux types de médicaments finissent dans la sueur, où leurs concentrations reflètent étroitement les niveaux de circulation des médicaments. C'est pourquoi les chercheurs ont créé une montre intelligente, équipée d'un capteur qui analyse les minuscules gouttelettes de sueur échantillonnées.
L'expérience de l'équipe a suivi l'effet de l'acétaminophène, un analgésique courant en vente libre, sur des individus pendant une période de quelques heures. Tout d'abord, les chercheurs ont stimulé les glandes sudoripares du poignet en appliquant un petit courant électrique, la même technique que le groupe de recherche d'Emaminejad a démontré dans les technologies portables précédentes.
Cela a permis aux chercheurs de détecter les changements dans la chimie du corps, sans avoir besoin de sujets pour transpirer en faisant de l'exercice. Comme différents médicaments ont chacun leur propre signature électrochimique, le capteur peut être conçu pour rechercher le niveau d'un médicament particulier à un moment donné.
« Cette technologie change la donne et constitue un pas en avant important pour la réalisation de la médecine personnalisée », a déclaré le co-auteur de l'étude Ronald W. Davis, professeur de biochimie et de génétique à la Stanford Medical School. «Les solutions pharmacogénomiques émergentes, qui nous permettent de sélectionner des médicaments en fonction de la constitution génétique des individus, se sont déjà révélées utiles pour améliorer l'efficacité des traitements. Ainsi, en combinaison avec notre solution portable, qui nous aide à optimiser les dosages de médicaments pour chaque individu, nous pouvons désormais vraiment personnaliser nos approches de la pharmacothérapie. «
Ce qui rend cette étude significative, c'est la capacité à détecter avec précision le signal électrochimique unique d'un médicament, dans le contexte de signaux provenant de nombreuses autres molécules qui peuvent circuler dans le corps et à des concentrations plus élevées que le médicament, a déclaré l'auteur principal de l'étude Shuyu Lin, un Doctorant à l'UCLA et membre du laboratoire de bioélectronique interconnecté et intégré d'Emaminejad (I²BL). Emaminejad a ajouté que la technologie pourrait être adaptée pour surveiller l'observance des médicaments et l'abus de drogues.
«Cela pourrait être particulièrement important pour les personnes ayant des problèmes de santé mentale, où les médecins leur prescrivent des traitements de pharmacothérapie prolongés», a-t-il déclaré. « Les patients pourraient bénéficier de ces outils de surveillance non invasifs et faciles à utiliser, tandis que les médecins pourraient voir comment le médicament agit chez le patient. »
La source:
Université de Californie – Los Angeles
Référence du journal:
Lin, S., et coll. (2020) Surveillance pharmaceutique électroactive portable non invasive pour des thérapies personnalisées. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2009979117.
