La spectroscopie proche infrarouge (NIRS), un outil optique qui tire parti de l’interaction des tissus légers pour mesurer les changements dans la concentration et l’oxygénation de l’hémoglobine, a été utilisé dans une variété de champs en raison de sa capacité à mesurer l’oxygénation des tissus et le flux sanguin de manière non invasive. Dans une nouvelle étude dirigée par les chercheurs de l’Université Carnegie Mellon et de l’Université de Pittsburgh, NIRS a été étudié comme un outil de dépistage pour les adultes atteints de drépanocytose pour évaluer non seulement les changements d’oxygénation, mais aussi les mécanismes sous-jacents associés au vieillissement à la maladie.
La drépanocytose affecte et perturbe considérablement l’oxygénation dans le corps et son impact sur le cerveau a été sous-étudié. À mesure que les personnes atteintes d’une maladie de la drépanocytose, ils peuvent développer des problèmes avec de petits vaisseaux sanguins dans le cerveau, entraînant une réduction du flux sanguin et des difficultés de pensée, de mémoire et d’autres fonctions qui pourraient avoir un impact sur leur qualité de vie.
Un marqueur de la maladie cérébrale des petits vaisseaux, une complication neurologique de la drépanocytose qui augmente avec l’âge, est l’autorégulation cérébrale. L’autorégulation cérébrale garantit que le flux sanguin est maintenu ou contrôlé à mesure que la pression artérielle varie.
Les méthodes actuelles pour évaluer l’autorégulation cérébrale sont largement réalisées par la mesure de la pression et du flux des plus grands vaisseaux du corps, par exemple, en utilisant un brassard sanguin sur le bras ou une échographie Doppler transcrânienne.
Un inconvénient significatif est que les mesures transcrâniennes en échographie Doppler ont de mauvaises mesures de flux sanguin chez les adultes et ne signalent pas d’oxygénation. En outre, trouver un moyen fiable de mesurer les changements de sang et d’oxygène dans les plus petits vaisseaux du corps a présenté un défi en cours.
Pour y remédier, les chercheurs ont dirigé la première étude à surveiller l’autorégulation cérébrale dans la drépanocytose en utilisant les NIR, tout en mettant en évidence les NIR comme un outil de dépistage important pour la maladie cérébrale des petits vaisseaux chez les adultes atteints de drépanocytose. Leur article est publié dans le Journal of Applied Physiology.
« Plutôt que de regarder uniquement les plus grands vaisseaux chez les adultes, notre étude s’est fortement concentrée sur l’hémodynamique associée aux changements de pression artérielle dans les petits vaisseaux, et ce que NIRS peut détecter de manière fiable les changements sanguins et oxygène », a noté Sossena Wood, professeur adjoint d’ingénierie biomédicale à Carnegie Mellon.
« Contrairement aux études antérieures réalisées sur des anomalies de grandes vaisseaux ou au repos, celle-ci a mesuré l’autorégulation cérébrale dynamique et la réponse des participants pendant la respiration, poussant les choses plus loin vers une utilité positive. »
L’alignement systématique de tous les participants à l’étude, qu’ils soient témoins ou adultes, respirer au même rythme était une considération importante notée dans le document. De là, avec des mesures NIRS et un outil mathématique avancé, les chercheurs pourraient extraire des mesures importantes sur le flux sanguin, les temps de transit et les changements au niveau microvasculaire qui manquent les outils de mesure actuels.
Cette recherche a également été fondamentale pour Work Wood’s Group fait à l’étranger, en partenariat avec Carnegie Mellon University Africa et le Centre de drépanocénérat pour adultes du Centre médical de l’Université de Pittsburgh.
Au Nigéria, ils participent à un essai clinique avec des collègues de l’hôpital universitaire de Pitt et de l’Université Lagos, où les patients atteints d’une maladie de cellules drépanocytaires reçoivent un médicament abordable, l’érythropoïétine, qui augmente les niveaux d’hémoglobine.
Avec les NIR, ils ont pu suivre les changements de sang et d’oxygène dans de minuscules vaisseaux, constatant que le médicament a conduit à des niveaux d’oxygène plus élevés chez les patients après chaque dosage. Des victoires observées comme celle-ci pourraient conduire à une plus grande adoption par les cliniciens et la communauté des hématologues.
« Toute la motivation est de montrer que NIRS est fiable et pourrait faire plus que ce qu’il est actuellement utilisé », a déclaré Wood. «La population de maladies drépanocytaires adultes est très jeune et vieillit en raison des thérapies qui les aident à vivre plus longtemps.
« En vieillissant, nous apprenons beaucoup de choses sur la pathologie de la maladie et les NIR sont un outil de dépistage de soins utile dans les environnements où les maladies de la drépanocytose sont les plus répandues.
