Analyse des composés organiques volatils avec le système flexiVent
Les composés organiques volatils (COV) présents dans l'haleine apparaissent comme des biomarqueurs essentiels dans la recherche médicale, offrant un aperçu non invasif des processus métaboliques et physiologiques. Une publication récente de Taylor, A., et al (2024) a introduit une nouvelle méthode de capture des COV présents dans l'haleine de modèles de souris intubées. En intégrant une technologie avancée de tube absorbant à la système flexiVent, les chercheurs ont atteint un niveau de précision et de contrôle pour l’évaluation des COV jusqu’alors inaccessible dans les études précliniques.
Nouvelle technique pour isoler les COV dérivés de l'haleine
L'étude décrit une nouvelle technique permettant d'isoler les COV dérivés de l'haleine (COV « sur haleine ») de la contamination de fond. Cette étape essentielle garantit l'exactitude et la fiabilité de la découverte de biomarqueurs en intégrant les FlexiVent ventilateur pour petits animaux, traditionnellement utilisé pour les mesures de mécanique respiratoire, avec tubes absorbants captant les substances volatiles.
Dotés d'un matériau adsorbant Tenax TA/carbograph 5TD, ces tubes sécurisent les échantillons d'haleine pour une analyse ultérieure par désorption thermique-chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (TD-GC-MS). Des filtres supplémentaires intégrés au charbon actif minimisent les interférences environnementales des COV, garantissant ainsi un flux d'air propre.
L'une des avancées les plus notables est la réduction significative de la contamination de fond. Un filtrage rigoureux, une ventilation contrôlée et l'utilisation de tubes en Viton cuits pour éliminer les COV introduits lors de la fabrication contribuent à un rapport signal/bruit robuste. Une phase de pré-ventilation complète élimine les COV résiduels des poumons, tandis qu'un gonflement pulmonaire profond périodique améliore la détection depuis les voies respiratoires inférieures. Sur une période de collecte de 45 minutes, le système a capturé 73 composés « en respiration », représentant 15.47 % des 472 composés observés dans l'haleine de la souris. Ce niveau de contrôle démontre le potentiel de précision et de fiabilité de la méthode dans l'analyse des COV.
Les chercheurs ont également développé trois mesures quantitatives pour distinguer les COV présents dans l'air expiré des signaux de fond. Ces mesures offrent une certaine flexibilité, permettant aux chercheurs d'adapter la méthode à leurs modèles d'étude et d'améliorer la robustesse de l'identification des COV.
- Tapez 1 exige qu'au moins 50 % des échantillons d'haleine dépassent trois écarts types au-dessus de la moyenne des blancs du système.
- Tapez 2 identifie les différences statistiquement significatives (p ≤ 0.05) entre les échantillons d’haleine appariés et les échantillons vierges.
- Tapez 3 utilise des valeurs de surface caractéristique de fonctionnement du récepteur sous la courbe (ROC-AUC) ≥ 0.8 pour différencier les échantillons d'haleine des échantillons vierges.
Potentiel d'applications translationnelles
Un aspect particulièrement intéressant de cette recherche est son potentiel d'applications translationnelles. L'étude a identifié 49 COV communs à la respiration des souris et des humains, y compris des composés liés au métabolisme microbien, comme la triméthylamine et l'o-crésol, et des sources alimentaires, comme l'alpha-pinène et le bêta-pinène. Ces résultats soulignent le potentiel de l'utilisation de modèles murins pour explorer des biomarqueurs qui pourraient être applicables en milieu clinique. De plus, la capacité du système à exclure les COV environnementaux, comme le toluène et le xylène, garantit une association plus claire entre les COV et les processus physiologiques ou pathologiques.
Pour aller plus loin
Les implications de cette méthode vont au-delà de la découverte de biomarqueurs. En permettant des mesures simultanées de la fonction pulmonaire et des COV, FlexiVent Le système offre une opportunité unique d’explorer les corrélations entre des COV spécifiques et des paramètres physiologiques. Cette capacité est essentielle pour identifier les profils de COV spécifiques à une maladie, évaluer l’efficacité des interventions thérapeutiques et étudier l’interaction entre le microbiote et les processus métaboliques. La précision de cette approche pourrait également être essentielle pour la découverte de médicaments, permettant aux chercheurs d’observer si le traitement modifie les profils de COV vers ceux observés dans les états sains.
Références
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Développement d'une nouvelle méthode de collecte d'haleine pour l'analyse des composés organiques volatils à partir de modèles de souris intubées. (2024). Taylor, A., et al. Méthodes et protocoles de biologie, bpae087, https://doi.org/10.1093/biomethods/bpae087
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