Une nouvelle technologie pour détecter les effets de la pollution atmosphérique

Le mécanisme d'urbanisation, associé à une forte dépendance vis-à-vis de modes de transports polluants, a eu un effet tangible sur l'air que nous respirons. Bien que les Européens ne portent pas encore de masques comme l'on peut le voir dans certaines mégalopoles asiatiques, des signes alarmants comme les alertes brouillards ont renforcé la curiosité des citoyens qui veulent en savoir plus sur l'exposition aux polluants et leurs effets sur la santé. Mais les méthodes actuelles de mesure sont-elles suffisamment performantes pour les informer correctement?

Le projet EXPOSOMICS («Enhanced exposure assessment and omic profiling for high priority environmental exposures in Europe») a été lancé en novembre 2012 car il n'existait aucune méthode standard ou systématique de mesurer l'influence des expositions environnementales sur notre santé. La technologie utilisée par le projet, qui repose sur les techniques en «-omique», collectera des données d'exposition, principalement celles concernant les polluants atmosphériques et de l'eau pour chaque individu, lesquelles pourraient ensuite être associées aux changements biochimiques et moléculaires dans le corps qui entraînent des maladies chroniques et graves. Elle s'appuiera sur des capteurs, des smartphones, des systèmes de géolocalisation et des satellites en vue de créer un système de «surveillance de l'exposition personnelle» (PEM - Personal exposure monitoring), qui aidera les scientifiques à estimer la charge des maladies liées à l'environnement.

Les méthodes de mesure EXPOSOMICS seront testées dans des études expérimentales à court terme et des études longitudinales à long terme auprès de cohortes épidémiologiques d'adultes, d'enfants et de nouveau-nés. Grâce à ses deux PME partenaires (l'une spécialisée dans le développement de capteurs et d'applications pour smartphone, et l'autre dans l'intégration de données complexes), le projet espère laisser une trace dans le domaine de la santé publique européenne sur le long terme.

Le professeur Paolo Vineis, chercheur éminent dans le domaine de l'épidémiologie moléculaire à l'Imperial College London et coordinateur d'EXPOSOMICS, a été récemment interrogé par le magazine research*eu. Il détaille l'avancement du projet jusqu'ici, ses bienfaits attendus et les prochaines étapes de recherche.

Quels sont les principaux objectifs du projet?

Le projet vise à surmonter les limites des approches actuelles d'évaluation de l'exposition utilisées en épidémiologie. EXPOSOMICS utilisera deux approches complémentaires. Tout d'abord, nous réaliserons une analyse PEM auprès de centaines de bénévoles à l'aide d'un équipement spécialement conçu pour améliorer l'estimation de l'exposition aux polluants atmosphériques; ensuite, nous appliquerons les technologies en «-omique» récemment développées pour surveiller, en parallèle à la PEM, les changements antérieurs dans les molécules de l'organisme (ADN, ARN, protéines et métabolites).

Qu'apporte ce projet de nouveau et d'innovant dans sa manière de mesurer l'exposition aux polluants?

Le déploiement de la PEM à grande échelle (sur des centaines de sujets) et l'utilisation de ces mesures améliorées pour estimer l'exposition dans le cadre d'études épidémiologiques constituent les principales innovations. Ensuite vient l'utilisation «agnostique» des techniques en «-omique» (à savoir, sans hypothèse a priori) pour étudier les premiers effets sur la santé. Cette approche pourrait mener à des découvertes innovantes en termes des relations entre l'environnement et la santé.

Qu'est-ce qui vous a poussé à vous pencher sur ce domaine?

Je travaille dans le domaine de la santé environnementale depuis plusieurs années, et je n'étais pas convaincu de la performance des instruments utilisés pour mesurer l'exposition et leurs premiers effets. De même, j'ai rencontré des personnes influentes comme Chris Wild, Steve Rappaport et Martyn Smith, qui ont développé le concept de l'exposome, qui est très intéressant mais auquel nous devons encore appliquer une validation de principe robuste.

Quelles étaient les principales difficultés auxquelles vous avez été confronté et comment les avez-vous résolues?

Le plus dur est de coordonner de nombreux partenaires dans différents domaines (évaluation de l'exposition, analyses en laboratoire et épidémiologie), et d'obtenir une validation des résultats en laboratoire, à savoir des mesures fiables avec des marges d'erreur technique relativement limitées.

Quelles sont les prochaines étapes du projet?

Nous avons déjà compilé des données d'exposition provenant de plusieurs centaines de sujets. La prochaine étape est de mesurer les techniques en «-omique» dès que possible et d'effectuer des analyses statistiques afin de déterminer si les deux types d'informations fournissent des informations utiles. Une période passionnante nous attend!

Comment pensez-vous que cette technologie bénéficiera aux citoyens européens?

Nous espérons nous assurer que les «taux actuels acceptables d'exposition environnementale» sont réellement sûrs. Nous avons publié deux articles l'année dernière (dans Lancet et Lancet Oncology) qui montrent une augmentation des décès et des cancers du poumon à des taux d'exposition aux polluants atmosphériques moins élevés que les normes européennes actuelles. Nous espérons qu'une approche plus sensible comme la nôtre contribuera à clarifier davantage cette question.

L'un des résultats du projet porte sur l'utilisation des smartphones pour compiler des données sur l'exposition. Concrètement, comment fonctionne ce système?

Les smartphones sont utilisés dans trois objectifs: intégrer des données provenant de différents instruments de mesure, localiser des personnes sur le plan géographique ainsi que suivre leurs mouvements et mesurer leur activité physique en plus d'un accéléromètre.

Quand pensez-vous que la technologie EXPOSOMICS sera commercialisée et disposera d'une application permettant d'accéder aux données compilées?

Nous ne savons pas encore exactement. Le dispositif PEM est trop imposant et lourd dans la vie de tous les jours, mais notre PME partenaire tente de les améliorer. La technologie Bluetooth 4 permettra de créer des capteurs plus petits pour faciliter le transport.

Notre partenaire développera une application commercialisable tôt ou tard, mais nous sommes encore loin de notre but: la version actuelle de l'application est validée dans différentes études (EXPOSOMICS, HELIX et CITISENSE) et, avant sa commercialisation, notre partenaire intègrera de nouvelles caractéristiques comme la surveillance en intérieur et en ligne en temps réel.