L’innovation médicale dans le traitement du diabète de type 1 fait un bond en avant avec l’invention et l’essai d’un pancréas artificiel. Cet appareil intelligent basé sur un algorithme pourrait-il véritablement transformer la vie des personnes diabétiques?
Selon les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), près de 1 Américain sur 10 est atteint de diabète. Parmi eux, environ 5 % sont des diabétiques de type 1, soit environ 1,5 million de personnes.
Le traitement du diabète de type 1 est très efficace mais constitue une épreuve souvent pénible. Les patients doivent régulièrement réaliser des prélèvements sanguins, vérifier leurs niveaux de glucose et administrer la quantité appropriée d’insuline.
Les méthodes actuelles laissent place à des erreurs humaines non désirées. En outre, elles peuvent être désagréables et incommodes; la recherche des meilleurs traitements est en cours.
Une amélioration prometteuse est le fameux pancréas artificiel. Bien que l’idée ait été discutée pendant des décennies, elle ne devient qu’aujourd’hui une option potentiellement viable.
Créé par Boris Kovatchev et son équipe à l’École de médecine de l’Université de Virginie, cette innovation a le potentiel de transformer des millions de vies pour le mieux.
Kovatchev travaille sur ce dispositif depuis 2006. Initialement, un tel système en circuit fermé, capable de surveiller les niveaux de glucose et d’administrer de l’insuline de manière appropriée, était considéré comme une chimère.
L’idée d’un pancréas artificiel a rencontré le scepticisme de la communauté scientifique, mais Kovatchev a persévéré :
« Nous prouvons que ce n’est pas seulement possible, mais qu’il peut fonctionner sur un smartphone. »
Qu’est-ce que le diabète de type 1?
L’insuline facilite normalement l’absorption du glucose du sang dans le corps où il est utilisé. Le diabète de type 1 se développe lorsque le pancréas cesse de produire suffisamment d’insuline.
Contrairement au diabète de type 2, souvent lié à des choix de mode de vie tels qu’une mauvaise alimentation et un manque d’exercice, le diabète de type 1 n’a aucune corrélation avec le mode de vie. Les cellules bêta du pancréas, qui fabriquent l’insuline, sont attaquées par une réponse inappropriée du système immunitaire, les rendant incapables de répondre aux besoins de l’organisme.
Pour compenser ce manque, les patients doivent fréquemment se piquer les doigts, prélever un échantillon de sang, mesurer leur glycémie et s’injecter de l’insuline afin de rétablir l’équilibre. Ce processus régulier est nécessaire pour maintenir la glycémie dans une fourchette saine.
En plus de l’inconvénient et de l’inconfort, il existe un risque d’erreur humaine. Des niveaux de glucose élevés peuvent, à long terme, endommager les reins, les nerfs, les yeux et les vaisseaux sanguins. À l’opposé, un faible taux de glucose ou des « hypos » peuvent, dans des cas extrêmes, entraîner un coma ou la mort.
Tout ce qui peut réduire le risque d’erreur de l’utilisateur sera un avantage indéniable.
Comment fonctionne le pancréas artificiel
Le pancréas artificiel de Kovatchev, aussi connu sous le nom de contrôle en boucle fermée de la glycémie, réduit considérablement l’interaction humaine nécessaire à l’automédication.
Le cœur du système utilise une plateforme appelée InControl, fonctionnant sur un smartphone reconfiguré. Cet appareil portable est connecté sans fil à un moniteur de glycémie, à une pompe à insuline et à un site de surveillance à distance. Le moniteur de glycémie prend les niveaux de glucose dans le sang toutes les 5 minutes et transmet les mesures au dispositif InControl.
Le dispositif est piloté par des algorithmes qui administrent la quantité d’insuline appropriée via une aiguille fine, sans que le patient n’ait besoin de prélever du sang.
Les algorithmes représentent l’innovation majeure. Ils sont conçus pour estimer la quantité d’insuline nécessaire. La technologie ne doit pas seulement réagir aux niveaux sanguins à un moment donné, elle doit également anticiper les pics de glucose, prévoir les variations et s’adapter à la sensibilité à l’insuline de chaque individu. C’est un défi de taille.
Le pancréas humain réussit ces calculs avec aisance, mais concevoir un dispositif aussi performant est une tâche complexe.
Interrogé sur les algorithmes, Kovatchev a déclaré :
« Les algorithmes sont basés sur un modèle du système métabolique humain qui utilise des données de surveillance continue du glucose, d’administration d’insuline et d’autres signaux disponibles pour reconnaître les fluctuations de la glycémie et prédire le taux de sucre dans le sang. »
Ensuite, l’algorithme délivre de l’insuline en fonction des valeurs de glucose anticipées. Une attention particulière est accordée à la prévention de l’hypoglycémie – un algorithme distinct, que nous appelons Système de Supervision de Sécurité, est spécifiquement conçu pour cette tâche, et il excelle dans ce domaine.
Il nous a confié que le système de sécurité est l’algorithme le plus testé ; il a été utilisé pendant de nombreuses années.
Kovatchev explique plus en détail le fonctionnement du pancréas artificiel dans la vidéo ci-dessous :
Tester l’organe révolutionnaire
L’Institut national du diabète et des maladies digestives et rénales soutient cette recherche essentielle à hauteur de 12,6 millions de dollars.
Le pancréas artificiel a commencé ses essais finaux dans neuf sites à travers les États-Unis et en Europe. Pour la première phase, 240 patients atteints de diabète de type 1 testeront le système pendant 6 mois. La deuxième phase verra 180 patients de la première phase utiliser le système pendant 6 mois supplémentaires.
Conçu en partenariat avec TypeZero Technologies à Charlottesville, en Virginie, le système sera comparé à une pompe à insuline standard selon deux critères principaux : la gestion de la glycémie et la réduction du risque d’hypoglycémie.
Kovatchev partage ses objectifs pour le pancréas artificiel :
« Pour réussir en tant que traitement optimal du diabète, le pancréas artificiel doit prouver sa sécurité et son efficacité lors d’essais pivots à long terme dans l’environnement naturel du patient.
Notre but est de créer un nouveau paradigme de traitement du diabète : le pancréas artificiel n’est pas un dispositif à fonction unique ; c’est un réseau adaptable et portable qui enveloppe le patient dans un écosystème de traitement numérique. »
D’autres améliorations à l’horizon
Cette innovation devrait avoir un impact énorme et positif sur des millions de personnes. Son objectif est d’alléger le fardeau de la gestion manuelle des niveaux d’insuline pour les diabétiques de type 1. De plus, grâce à des algorithmes avancés, le pancréas artificiel devrait maintenir la glycémie à des niveaux physiologiquement normaux.
Cependant, chaque progrès médical apporte un nouveau champ d’horizons à explorer. Kovatchev a été interrogé sur les adaptations ou améliorations qu’il souhaiterait apporter au pancréas artificiel à l’avenir :
« Nous explorons des systèmes multi-signaux et multi-hormones pour intégrer des signaux supplémentaires, tels que la fréquence cardiaque ou le mouvement, ainsi que d’autres hormones comme l’amyline. Nous pensons que la technologie continuera d’évoluer dans ces directions. »
Kovatchev et son équipe examinent déjà l’utilisation d’autres hormones dans le pancréas artificiel ; ils étudient également si le système pourrait être utilisé uniquement à certains moments de la journée, par exemple la nuit ou après les repas.
Le pancréas artificiel semble avancer à grands pas. Avec les autres technologies en cours d’investigation, la lutte contre le diabète est sur le point de connaître une avancée significative. Récemment, des recherches ont été publiées concernant la possibilité de transplanter des cellules insulino-sécrétrices chez les patients diabétiques, ouvrant ainsi un nouveau chapitre prometteur dans la prise en charge de cette maladie.
