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Coordinateur : Centre Hospitalier Universitaire de Lille
Partenaires : Yvan Peter Université de Lille, Maude Pupin Université de Lille CRIStAL
Équipe : NOCE du Groupe Thématique : I2C.
Équipe : Bonsai du Groupe Thématique : MSV
Dates : 01/10/2024 - 01/10/2028
Résumé :
Le cancer bronchopulmonaire (CBP), souvent diagnostiqué à un stade tardif, est un cancer de mauvais pronostic (survie de 17% à 5 ans). La survie atteint les 76 à 90% à 5 ans lorsqu’il est détecté précocement permettant une prise en charge chirurgicale. L’amélioration du dépistage des CBP est donc un enjeu majeur de santé publique et suppose la mise en œuvre de programmes de dépistage organisés à destination des population à risque (ex : fumeurs).
Dans un avenir proche, ce dépistage sera réalisé par scanner thoracique à faible dose d’irradiation (TDM-FD) mais celui-ci pose 2 limites pour les autorités de santé :
1. L’optimisation de sa pertinence par une meilleure caractérisation des populations cibles
2. Le suivi et la prise en charge des anomalies fréquemment détectées en imagerie thoracique déclenchant des examens invasifs à visée diagnostique.
L’analyse des composés organiques volatils (COV) de l’air exhalé, à l’aide d’un nez électronique, présente un potentiel de diagnostic non-invasif des CBP et pourrait répondre à ces 2 écueils. Un prototype de nez électronique, dont les résultats sont interprétables (boîte blanche) en comparaison des dispositifs existants, a été développé et testé sur des haleines artificielles en laboratoire (TRL 4) durant le projet PATHACOV (2018-22). Au terme d’une étude clinique de très grande ampleur (1 400 sujets), PATHACOV a mis en évidence une liste de COV potentiellement marqueurs des CBP et des règles algorithmiques permettant de discriminer des sujets malades des sujets à priori indemnes de CBP.
Le défi d’ALCOVE est aujourd’hui d’optimiser et miniaturiser le prototype afin de le rendre opérationnel pour des tests en conditions cliniques (TRL 5-6) avant d’envisager un futur transfert au monde industriel puis à la pratique clinique.
Pour cela, 3 objectifs sont définis :
1. Conformer le prototype de nez électronique à un usage en conditions hospitalières (réglementation européenne)
2. Évaluer la capacité du nez électronique à distinguer des patients malades de sujets à priori indemnes de CBP, en conditions proches du dépistage
3. Favoriser la future intégration du nez électronique dans les programmes de dépistage du CBP
17 partenaires transfrontaliers sont ainsi mobilisés :
– 5 partenaires transformeront le prototype de laboratoire en un équipement utilisable en clinique
– 2 partenaires interviendront sur le traitement du signal et des données de masse
– 9 hôpitaux participeront à une étude clinique en transfrontalier, afin de valider la performance du nez électronique dans la détection des CBP dans une population de 492 sujets composée de patients opérables et non-opérables comparés à des sujets contrôles à risque de développer un CBP (492 sujets)
– 1 partenaire appuiera le consortium dans la valorisation des résultats en vue d’un transfert technologique vers le monde industriel.
Des partenaires associés renforceront l’impact des communications du consortium sur l’ensemble du territoire transfrontalier.
ALCOVE s’articulera autour de différents modules de travail (MT), mis en œuvre en transfrontalier, coordonnés par des équipes experts dans leur domaine.
Tout d’abord, l’amélioration du prototype de nez électronique (MT 4,5 et 6) requiert des savoirs-faire spécifiques
– en synthèse et évaluation de capteurs métalliques et polymères
– en traitement et amplification du signal
– en métrologie et analyse de l’air
– en développement de nez électronique
– en traitement algorithmique et interprétatif de données massives.
Ensuite, la collaboration hospitalière transfrontalière (MT 3) permettra
– de réaliser l’étude clinique sur une zone transfrontalière représentative des populations cibles
– d’éprouver le nez électronique en situation réelle d’utilisation, afin de s’assurer de l’acceptation de ce dispositif par les professionnels de santé, les autorités de santé et les patients
– de s’assurer de l’adéquation du nez électronique aux attentes de chacun des systèmes médicaux français et belge, y compris en médecine de ville, destinataire ultime du nez électronique.
Enfin, le module de travail spécifique à la communication et à la valorisation (MT 2) permettra
– d’une part d’apporter des jalons et recommandations aux autorités de santé de la zone transfrontalière pour la mise en place, à terme, d’une stratégie de dépistage organisée des CBP impliquant l’usage du nez électronique
– d’autre part d’apporter tous les éléments nécessaires au transfert technologique du dispositif à des acteurs industriels du territoire transfrontalier ou européen.
Ces actions de dissémination et valorisation seront concertées et amplifiées par le biais du portefeuille CrossS3 et des synergies développées avec ses projets constitutifs.
Abstract :
Lung cancer (LC) is often diagnosed at a late-stage of the disease and has a poor prognosis (5 year survival rate : 17%). Survival rate is about 76 to 90% when LC is detected at an early-stage allowing a surgical management. Improving LC screening is therefore a major public health concern and requires implementation of screening programmes targeting at-risk populations (e.g. smokers).
In the near future, LC screening will be carried out by low-dose radiation chest scanner (LDCT-scan).
However, according to health authorities, LDCT-scan raises 2 concerns :
1. Optimising relevance of LDCT-scan to imrove identification of target populations
2. Monitoring and management of abnormalities frequently detected in thoracic imaging, triggering invasive diagnostic investigations.
Volatile Organic Compounds (VOCs) analysis in exhaled breath, using an electronic nose, has the potential to be a non-invasive diagnostic test for LC and address the 2 aformentioned concerns. An electronic nose prototype, whose results are interpretable (white box model) compared to existing devices, has been developed and tested under artificial breaths in laboratory (TRL 4) during PATHACOV project (2018-22). Following a very large-scale clinical study (1,400 subjects), PATHACOV identified a list of VOCs that are potentially markers of LC as well as algorithmic rulesets able to discriminate sick patients from control population.
Now, ALCOVE’s challenge is to optimise and miniaturise the electronic nose prototype for it to be ready for tests performed under clinical settings (TRL 5-6), prior to industrial transfer and use in clinical routine.
To do so, 3 goals will be pursued :
1. Make the electronic nose prototype suitable for use in hospital settings (European regulation)
2. Evaluate electronic nose ability to discriminate LC patients from control population (a priori free of LC)
3. Favour future integration of the electronic nose in LC screening programmes.
17 cross-border partners are involved :
– 5 partners will transform the laboratory prototype into a clinically-compliant device
– 2 partners will work on signal and mass data processing
– 9 hospitals will take part in a cross-border clinical study to validate electronic nose’s performance in detecting LC in a population of 492 subjects : LC patients (eligible or not to surgery) compared to a control population (subjects at risk of developing LC)
– 1 partner will support the consortium in exploiting the results with a view to technology transfer to industry.
Associated partners will strengthen impact of consortium’s communications throughout the whole cross-border area.
ALCOVE will be built upon several work packages (WP), implemented at cross-border level and coordinated by teams with expertise in their fields.
First, improvement of electronic nose prototype (WPs 4, 5, 6) requires specific know-how in :
– Synthesis and characterisation of metal-oxide and polymer-based sensors
– Signal processing and amplification
– Air metrology and analysis
– Development of electronic nose
– Algorithmic and interpretative processing of massive data
Then, the cross-border clinical collaboration will enable :
– Implementation of the clinical study over the cross-border area, which is representative of target populations
– Test of the electronic nose in real-life settings, to ensure the device is well-accepted by healthcare professionals, health authorities and patients
– Ensure the electronic nose meets with expectations from medical systems from France and Belgium, including general practitioners who will be the ultimate end-users of the electronic nose.
Finally, the specific communication and exploitation WP (WP 2) will provide :
– Milestones and recommendations to health authorities from the cross-border region for the implementation, in the long-run, of organised LC screening campaigns involving the use of electronic nose
– Required inputs for the technological transfer of the device to industrial players from the cross-border area.
These dissemination and exploitation activities will be coordinated and boosted through CrossS3 portfolio and synergies developed with portfolio’s projects.