Odeur et cancer du poumon

Les biomarqueurs de l'air expiré sont étudiés dans le domaine du cancer depuis de nombreuses années (1,2).

L'analyse de l'haleine est une méthode rapide et non invasive qui repose sur la présence de composés organiques volatils (COV) spécifiques dans l'haleine expirée :

• l'haleine humaine contient plus de trois mille composés différents, dont un grand nombre de composés organiques volatils (COV)
  • Les COV exhalés peuvent provenir de deux sources principales : les substances volatiles exogènes présentes dans le matériel d'échantillonnage ou inhalées (ou absorbées par la peau) et ensuite exhalées, et les substances endogènes produites par différents processus biochimiques, y compris celles qui sont libérées pendant le métabolisme des cellules cancéreuses.
  • plusieurs sources de données montrent que les voies métaboliques des cellules cancéreuses produisent des composés volatils différents (ou du moins un schéma différent) de ceux des tissus non cancéreux. Ces effets ont été observés dans différents types de cancer, notamment le poumon, le sein et les mélanomes malins.
    • la grande variété de sources de confusion rend l'application d'un échantillonnage et d'une analyse standardisés de l'haleine d'une importance capitale (1,2)
  • l'application de la biologie des systèmes et l'utilisation de la reconnaissance des formes pour définir des empreintes phénotypiques distinctes est une méthode récemment mise au point qui se concentre sur les formes plutôt que sur les composants individuels et qui a été suggérée comme une approche importante et valable pour la recherche sur le cancer (3)
    • les systèmes d'olfaction artificielle (également appelés nez électroniques) sont basés sur la reconnaissance des formes, car ils distinguent des "empreintes olfactives" complexes sans identifier les composants individuels. Comme le système olfactif humain, le nez électronique génère également une "empreinte olfactive" qui peut être comparée à des empreintes stockées antérieurement.
      • des publications ont démontré que les échantillons d'haleine de patients atteints d'un cancer du poumon et ceux de sujets sains peuvent être distingués par la technologie du nez électronique
        • l'utilisation d'un nez électronique pour détecter le cancer présente plusieurs avantages, mais aussi des inconvénients. Les points forts sont la sensibilité élevée, la facilité d'administration du test et la portabilité du détecteur.
        • ses limites : perte de sensibilité en présence de vapeur d'eau ou de concentrations élevées d'un seul composant ; dérive du capteur et incapacité à fournir un étalonnage absolu ; durée de vie relativement courte de certains capteurs ; nécessité d'effectuer un travail considérable de développement de méthodes pour chaque application spécifique ; et incapacité à obtenir des données quantitatives.
    • la détection canine des "empreintes olfactives" a également été appliquée
      • Les chiens ont atteint une précision de 99 % dans la discrimination des odeurs provenant de l'haleine expirée de patients atteints d'un cancer du poumon et de témoins. Le stade du cancer, l'âge des patients, le tabagisme ou le dernier repas consommé n'ont pas influencé les performances diagnostiques du chien (4).
      • une autre étude a évalué la capacité de chiens spécialement entraînés à distinguer des échantillons provenant de patients atteints d'un cancer du poumon à différents stades tumoraux et de témoins sains appariés (5)
        • en utilisant une combinaison d'échantillons d'urine et d'haleine, le chien a correctement prédit 40 échantillons de cancer sur 41, ce qui correspond à un taux de détection global des échantillons de cancer de 97,6 % (IC 95 % [87,1, 99,9 %]).
          • en utilisant uniquement des échantillons d'urine, le chien a obtenu un taux de détection de 87,8 % (IC à 95 % [73,8, 95,9 %])
          • avec des échantillons d'haleine, le chien a correctement identifié le cancer dans 32 des 41 échantillons, soit un taux de détection de 78 % (IC à 95 % [62,4, 89,4 %]).
        • concluent les auteurs de l'étude :
          • la littérature actuelle montre que les échantillons d'haleine et d'urine contiennent des COV qui indiquent la présence d'un cancer
          • la détection olfactive du cancer du poumon par des chiens spécialement entraînés est un outil simple et non invasif de détection du cancer du poumon.

Référence :

• (1) Horváth I, Lázár Z, Gyulai N, Kollai M, Losonczy G. Exhaled biomarkers in lung cancer. Eur Respir J 2009;34:261-75.
• (2) Szulejko JE, McCulloch M, Jackson J, McKee DL, Walker JC, Solouki T. Evidence for cancer biomarkers in exhaled breath. IEEE Sensors J 2010;10:185-210.
• (3) Wolkenhauer O, Auffray C, Baltrusch S, Blüthgen N, Byrne H, Cascante M, et al. Systems biologists seek fuller integration of systems biology approaches in new cancer research programs. Cancer Res 2010;70:12-3.
• (4) Editorial. Lung cancer. Lung Cancer 2010;68 : 127-128.
• (5) Feil C, Staib F, Berger MR, Stein T, Schmidtmann I, Forster A, Schimanski CC. Les chiens renifleurs peuvent identifier les patients atteints de cancer du poumon à partir d'échantillons d'haleine et d'urine. BMC Cancer. 2021 Aug 13;21(1):917.