Les tests de transpiration pourraient transformer la surveillance des médicaments et les soins du diabète

Les tests de transpiration pourraient transformer la surveillance des médicaments et les soins du diabète

Du suivi du glucose à la détection des expositions aux toxines, les scientifiques montrent comment la sueur pourrait rivaliser avec le sang en tant que ressource diagnostique si la technologie et la normalisation progressent suffisamment rapidement.

Étude : La sueur comme biofluide diagnostique : avancées analytiques et orientations futures. Crédit photo : PeopleImages/Shutterstock.com

Une revue récemment publiée dans leJournal d'analyse pharmaceutiquedécrit comment la sueur peut être collectée et analysée pour obtenir des informations sur la santé et met en évidence les appareils, les flux de travail, les applications et les lacunes qui doivent encore être comblés.

arrière-plan

Produite par 2 à 4 millions de glandes sudoripares, la sueur est un liquide clair légèrement acide qui contient des électrolytes, des métabolites, des protéines et même des xénobiotiques. Contrairement aux analyses de sang, le prélèvement de sueur est une procédure indolore et à faible risque adaptée aux tests répétés ou sur le terrain.

Des progrès récents ont couplé des patchs microfluidiques et des biocapteurs sans fil à des méthodes de laboratoire, permettant la détection de traces d'interleukines (IL), de glucose, de β-hydroxybutyrate et de médicaments. En dehors des cliniques, la sueur est utile aux analyses médico-légales et à la surveillance, mais les concentrations sont faibles, les quantités varient et la contamination est une réelle préoccupation.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour normaliser la collecte, normaliser les résultats et valider les biomarqueurs, car de nombreux marqueurs basés sur la sueur manquent de clarté concernant les relations dose-réponse et la validation clinique.

Pourquoi la sueur est importante : un biofluide pratique

La sueur combine de manière unique le confort du patient avec un puissant potentiel analytique. Il est facilement accessible, ne nécessite aucune aiguille et peut être collecté à plusieurs reprises pendant le travail, l'exercice ou la vie quotidienne. Chimiquement parlant, la sueur transporte des électrolytes comme le sodium (Na⁺), le potassium (K⁺) et le chlorure (Cl⁻), ainsi que de petits métabolites comme le lactate, le glucose et le β-hydroxybutyrate, ainsi que des protéines et des lipides en plus petites quantités.

Il peut également transporter des xénobiotiques, permettant ainsi de surveiller les drogues, les substituts d’alcool et les toxines environnementales. Étant donné que les taches peuvent rester sur la peau pendant des jours, la sueur offre une fenêtre de détection plus large que l'urine ou le sang des empreintes digitales, ce qui est particulièrement utile pour les tendances longitudinales, les tests d'adhérence et les études sur le terrain. Cependant, les fluctuations de l'activité glandulaire, la contamination de la surface cutanée et le taux de sudation signifient que les résultats doivent être interprétés avec prudence et nécessitent souvent une normalisation.

Comment les substances pénètrent dans la sueur : physiologie et transport

Les glandes eccrines, réparties sur la majeure partie de la peau, et les glandes apocrines, concentrées dans les aisselles et dans d'autres régions, sécrètent une sueur légèrement acide et principalement aqueuse. Les molécules pénètrent dans la sueur par diffusion passive à partir de l'interstitium sanguin, par transport actif via des pompes telles que la glycoprotéine P (P-gp), par des processus médiés par les récepteurs ou après un métabolisme local dans les cellules glandulaires.

Les sécrétions sébacées se mélangent à la sueur de la peau et y ajoutent des lipides capables de transporter des composés hydrophobes. Les propriétés physicochimiques sont importantes : les bases petites, moins liées aux protéines et plus lipophiles ont tendance à mieux se répartir. Cela permet d’expliquer pourquoi certains médicaments psychoactifs, résidus de pesticides et métabolites de l’alcool apparaissent dans la sueur même s’ils ne sont pas trouvés dans le sang ou l’urine. Cependant, les voies à l’origine de la sécrétion sudorale ne sont pas encore entièrement comprises, et la facilité avec laquelle les différents composés pénètrent dans la sueur peut varier considérablement.

Des patchs aux tatouages ​​: échantillonnages et appareils

La collection a évolué des écouvillons et des serpentins capillaires aux systèmes intégrés. Le système Macroduct utilise l’iontophorèse à la pilocarpine pour induire une transpiration locale et collecte des volumes de microlitres via des tubes. Les patchs adhésifs de PharmChek accumulent des analytes non volatils au fil du temps et disposent de fonctionnalités inviolables pour maintenir la chaîne de traçabilité. DrugWipe permet un dépistage immunochromatographique rapide sur site.

Les patchs microfluidiques de qualité sportive, comme le Gx Sweat Patch, dirigent la transpiration via des canaux de changement de couleur et s'associent à des applications pour smartphone pour estimer le taux de transpiration et la perte de sodium. Les nouveaux patchs à micro-aiguilles solubles délivrent de la pilocarpine sans nécessiter d'énergie externe, améliorant ainsi le confort et la faisabilité chez les nourrissons.

Chaque méthode gère différemment le confort, le volume et le risque de contamination. Les protocoles doivent donc être adaptés au cas d'utilisation, car aucune méthode de collecte n'est universellement adaptée à tous les environnements.

Préparation et quantification de signaux minuscules

Étant donné que les quantités de sueur et les concentrations sont faibles, les étapes pré-analytiques sont cruciales. L'extraction liquide-liquide enrichit les analytes ; La dérivatisation améliore les performances de la chromatographie en phase gazeuse pour les métabolites non volatils. L'extraction en phase solide isole les cibles à l'état de traces, tandis que l'extraction en phase solide par pointe de pipette dispersive (DPX) accélère le flux de travail et augmente la sensibilité des panels psychoactifs.

La normalisation est tout aussi importante : l’utilisation du sodium endogène comme référence interne peut corriger le volume variable piégé dans les patchs et améliorer la comparabilité entre les échantillons. Pour réduire la contamination, des instructions claires sur le nettoyage de la peau, l’évitement des produits topiques, l’épilation et la manipulation sont essentielles. Ensemble, ces étapes transforment des microlitres de sueur diluée en données exploitables.

Moteurs analytiques et omiques pour la découverte

Les plateformes de table élargissent les possibilités de ce que les appareils portables ne peuvent pas encore faire. La résonance magnétique nucléaire (RMN) permet des instantanés rapides et non destructifs du métabolome sudoripare.

La chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS) reste la référence en matière de composés organiques volatils ; La spectrométrie de masse en tandem par chromatographie liquide (LC-MS/MS) et la spectrométrie de masse à haute résolution quantifient les médicaments, les cytokines, les lipides et les petits métabolites avec une spécificité élevée. La spectrométrie de masse par électrophorèse capillaire (CE-MS) est idéale pour l'analyse des métabolites polaires.

Du côté des découvertes, la métabolomique et la protéomique révèlent des signatures liées à la maladie. Des études ont rapporté des différences de transpiration dans la dermatite atopique, la mucoviscidose (FK), la tuberculose et d'éventuels marqueurs du cancer du poumon. Ces lectures omiques donnent un aperçu des biomarqueurs suffisamment robustes pour migrer vers les capteurs de nouvelle génération.

Applications cliniques et réelles

Le diagnostic de mucoviscidose repose toujours sur des taux élevés de chlorure dans la sueur, des taux supérieurs à 60 mmol/L fournissant un solide soutien.

Dans le diabète, les capteurs électrochimiques portables sont de plus en plus capables de suivre les niveaux de glucose dans la sueur en synchronisation avec les tendances sanguines lorsque l'échantillonnage est bien contrôlé. Certains correctifs intègrent désormais la détection avec l’administration de médicaments par micro-aiguilles pour une prise en charge en boucle fermée.

Des panels de cytokines inflammatoires, notamment l’interleukine-6 ​​(IL-6), l’interleukine-8 (IL-8), l’interleukine-10 (IL-10) et le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), sont mesurables dans la plage des picogrammes par millilitre, ouvrant ainsi la porte à la surveillance des poussées de maladie. La consommation d'alcool peut être détectée par la sueur d'éthanol ou d'éthylglucuronide.

L’utilisation en santé publique va des conseils en matière d’hydratation pour les athlètes et les travailleurs exposés à la chaleur au dépistage des polluants sur site.

Forensique, emplois et impact sur la communauté

L'échantillonnage discret, non invasif et à longue fenêtre de Sweat prend en charge la surveillance des probations, les programmes de traitement et les mesures antidopage, et complète l'urine là où la falsification est courante. Les patchs PharmChek ainsi que la GC-MS ou la LC-MS/MS confirment la présence de stimulants et d'opioïdes, tandis que les tests rapides permettent un dépistage en bordure de rue et sur le lieu de travail. Au-delà de la justice, Sweat suit l’utilisation de pesticides sur le lieu de travail et les polluants municipaux et soutient les efforts de secours en cas de catastrophe.

Défis et voie à suivre

Lors de la traduction, il existe des variations de flux et de composition qui nécessitent un contexte, un calibrage et une normalisation. La contamination de la peau, du sébum et de l’environnement peut perturber les traces cibles et nécessiter du matériel et des protocoles rigoureux.

De nombreux biomarqueurs manquent de validation et d’une relation dose-réponse claire. Les capacités incluent la modélisation de l'intelligence artificielle, l'électronique flexible, les batteries extensibles et les radios de faible puissance pour une surveillance continue et pratique n'importe où. Cependant, l’intégration de l’IA reste prospective plutôt qu’établie, ce qui suggère que les diagnostics de la sueur progressent mais ne sont pas encore une routine clinique.

Conclusions

Cette revue démontre que la sueur sert de matrice de diagnostic et de surveillance crédible lorsqu'un échantillonnage minutieux, une préparation robuste et des analyses validées sont combinés. Les auteurs expliquent que les patchs modernes, les capteurs microfluidiques et électrochimiques peuvent mesurer les électrolytes, le glucose, les IL inflammatoires, les marqueurs d'alcool et les médicaments, tandis que les plates-formes de laboratoire et les omiques élargissent la découverte et la spécificité.

Ils mettent l'accent sur les avantages du dépistage de la mucoviscidose, du soutien au diabète, de la médecine légale et de la santé publique, mais reconnaissent les défis de la variabilité, de la contamination et de la validation incomplète. Ils concluent que des flux de travail standardisés, une normalisation du volume et des études prospectives combinées à une interprétation assistée par intelligence artificielle sont nécessaires pour faire passer les tests de transpiration d’une utilisation prometteuse à une utilisation clinique et communautaire de routine.

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Sources :