« Une signature moléculaire du Covid-19 dans l'air expiré se dessine », dévoile le chercheur Christian George

Une collaboration de chercheurs lyonnais du CNRS travaille à identifier la signature du Covid-19 dans l’air expiré par les patients grâce à un spectromètre de masse ultra-sensible. Après une campagne de mesure à l’hôpital de la Croix-Rousse, l’heure est aux analyses statistiques. Les premiers résultats sont encourageants selon Christian George, directeur adjoint de l’Ircelyon, qui espère que ces travaux déboucheront sur un test de diagnostic rapide du Covid-19.

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« Une signature moléculaire du Covid-19 dans l'air expiré se dessine », dévoile le chercheur Christian George

I&T : Diagnostiquer une maladie en analysant l’air expiré par un patient, est-ce une idée nouvelle ?

Christian George : De nombreux travaux de recherche se sont déjà penchés sur l’analyse de l’air expiré, mais ils n’ont pas permis de conclure à la possibilité d’un diagnostic de cette façon car l’analyse restait trop imprécise. La variation de l’humidité de l’air expiré est en particulier un problème car l’humidité influe sur la mesure. Mais de nouvelles technologies s’affranchissent de ces limitations. En particulier les spectromètres de masse qui arrivent sur le marché depuis quelques années. Ils ont de telles performances que nous entrons dans une période où ce type d’applications devrait se développer.

Vous avez d’ailleurs acquis pour ce projet un spectromètre ultra-sensible…

Il s’agit d’un spectromètre du constructeur suisse Tofwerk. C’est un spectromètre de masse à temps de vol avec ionisation douce, ce qui signifie qu’elle ne fragmente pas les molécules en petits morceaux. Autrement dit il va directement mesurer les composés organiques volatils présents dans l’air expiré. Surtout, il a effectivement une sensibilité extrême puisqu’il est capable de détecter un composant présent à 1 ppq, une partie par quadrillon, c’est-à-dire par million de million. Et il possède une forte résolution qui permet de bien distinguer des composés qui ont des masses très proches. Enfin, il est capable de sortir des spectres en temps réel, seconde par seconde, ce qui donne une dimension temporelle à nos mesures.

Vous avez déjà réalisé votre campagne de mesures auprès de patients de la Croix-Rousse, où en est l’analyse ?

Nous faisons une analyse non ciblée de l’ensemble des composés chimiques présent dans l’air expiré afin d’identifier une signature précise et spécifique du Covid-19. Nous utilisons pour cela différentes méthodes mathématiques et statistiques dont le machine learning. De tels outils sont nécessaires car l’air expiré contient plusieurs milliers de composés et nous récoltons environ 30000 informations par seconde. Nous avons besoin de quelques semaines de plus pour être vraiment affirmatif, mais nos premiers résultats nous rendent optimistes. Une signature composée d’un ensemble de molécules se dessine, qui permettrait de dire si un patient est malade du Covid-19 ou non.

Quelle est la suite du projet ?

Nous devons affiner nos résultats, et en particulier vérifier que la signature retenue est bien spécifique au Covid-19. Suivant les molécules qui seront retenues, une stratégie analytique dédiée pourrait être envisagée, potentiellement plus simple à l’emploi, que celle actuellement déployée à l’hôpital.. Au-delà du Covid-19, nos travaux ouvrent la porte à des systèmes similaires pour la détection de pathologies respiratoires, comme le cancer du poumon. Avec les progrès spectaculaires des spectromètres, cette méthode de diagnostic est promise à un bel essor.

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