Diagnose van menselijke pathologieën door analyse van vluchtige organische stoffen in uitgeademde lucht

Onze uitdaging is het ontwikkelen en toepassen van een innovatieve methodologie op het gebied van gezondheid en in het bijzonder bij de vroege diagnose van bronchopulmonale kankers.

VASTSTELLING

Vroege opsporing van een chronische en/of ernstige ziekte verbetert de overlevingskans en kwaliteit van leven van de patiënt en vermindert de lijdensweg van zware behandelingen en de behandelingskosten. Zo kan bij vroege detectie van bronchopulmonale kanker de tumor worden verwijderd door thoracale chirurgie, zonder dat noodzakelijkerwijs chemotherapie en radiotherapie moet worden toegepast. In dit geval wordt de overlevingskans op 5 jaar geschat op 80%. Late screening leidt echter tot zware operaties in combinatie met zeer zware chemotherapie en bestralingstherapie voor de patiënt, een verminderde kwaliteit van leven en een overlevingskans op 5 jaar van 15%.
Door een vroegtijdige, niet-invasieve en patiëntgerichte detectieoplossing is dit project afgestemd op de sociaal-economische specificiteit van de grensoverschrijdende zone, om de screening en dus de behandeling te verbeteren. Het draagt door middel van een efficiënte behandeling bij aan de kwaliteit van de grensoverschrijdende gezondheidsdiensten. Bovendien vermindert vroege detectie de behandelingskosten en worden de screeningskosten hierdoor grotendeels gedekt.
Een goede deelname aan massale screening is echter alleen mogelijk wanneer de gebruikte methode betaalbaar is en buiten het ziekenhuis of gecentraliseerde gespecialiseerde laboratoria kan worden toegepast.
De detectie van vluchtige organische stoffen (VOS) in uitgeademde lucht brengt een nieuwe benadering van de diagnose van ziektes met zich mee. VOS zijn organische, van het cellulaire metabolisme afgeleide verbindingen die in uitgeademde lucht kunnen worden gedetecteerd. Hun aard varieert wanneer een pathologie optreedt of onder de invloed van een farmacologische behandeling.

HET PROJECT

Het PATHACOV-project is bedoeld om artsen te voorzien van een elektronische en gebruiksvriendelijke communicatietool voor niet-invasieve en vroege diagnose van longkanker. Het PATHACOV-consortium bestaat uit multidisciplinaire teams van artsen, natuurkundigen, chemici, elektronikaspecialisten, sensor- en sensornetwerkspecialisten om deze technologie te ontwikkelen. De grootste moeilijkheid is het kunnen detecteren van verschillende families van vluchtige organische stoffen (biomarkers) in lage concentraties in een complexe omgeving met zeer hoge luchtvochtigheidsniveaus. Daarom wil het consortium van een netwerk van kruisreactieve sensoren voor elke familie biomarkers creëren.

Dit sensornetwerk zal de vorm aannemen van een matrix van ongeveer honderd sensoren (op basis van metaaloxiden, geleidende polymeren of hybrides). Het bevat 10 submatrices met sensoren die speciaal zijn geformuleerd voor het detecteren van elke biomarker. De matrix zal worden gemaakt op basis van elektronische printtechnologieën. Er zal ook specifieke elektronica worden ontwikkeld voor signaalverwerking en informatiebeheer, en voor leer- en herkenningsalgoritmen om een diagnose te verkrijgen met een betrouwbaarheidsindex van meer dan 90%. Tests met gesimuleerde ademhaling (gezond en met biomarkers) vinden plaats in het laboratorium en worden vervolgens in het ziekenhuis gevalideerd.

INNOVATIE

Tegenwoordig is de detectie van ernstige pathologieën, zoals bronchopulmonale kanker, gebaseerd op de detectie van klinische tekens die wijzen op de ziekte of een radiologische anomalie die is ontdekt in het kader van een pulmonale pathologie (bijvoorbeeld longinfectie). Voor de behandeling van de patiënt moeten we een soms complex zorgtraject in gespecialiseerde centra volgen die zich voornamelijk in grote steden bevinden met zware beeldapparatuur, zoals bijvoorbeeld de thoraxscanner. Op ons grondgebied is er sprake van ongelijkheid in behandeling en zorg, vooral in achtergestelde bevolkingsgroepen. De diagnose komt vaak te laat met zware behandelingen als gevolg, wat leidt tot een groot aantal sterfgevallen in onze gebieden.
In de nabije toekomst willen we specifieke markers van bronchopulmonale kanker in de adem van risicopatiënten identificeren om het optreden van deze kankers vroegtijdig op te sporen. Dankzij de multidisciplinaire benadering van ons project kunnen we vaardigheden in natuurkunde, scheikunde en elektronica combineren voor het ontwikkelen van een gebruiksvriendelijk, betaalbaar en niet-invasief apparaat dat is aangepast aan alle populaties en bruikbaar is voor alle gezondheidsactoren in onze gebieden. We willen het traject van de patiënt ‘omkeren’ door alle structuren die deel uitmaken van de gezondheidszorg op ons grondgebied (artsen, verpleegkundigen, patiëntenverenigingen, private en publieke partners die het gewoon zijn om zich te verplaatsen naar de patiënten thuis, lokale autoriteiten, ziekteverzekeringsfondsen …) te trainen in gebruik van dit eenvoudige apparaat voor vroege detectie.