Une progression vers un système en boucle fermée

LA MORBIPORTALITÉ au long cours du diabète insulinodépendant est importante, en raison de ses complications microvasculaires, neurologiques et macrovasculaires. L'un des objectifs prioritaires du traitement du diabète est de prévenir ou de retarder ces complications. Le maintien de la glycémie dans des limites aussi proches que possible des valeurs normales est susceptible de diminuer la fréquence et la gravité de ces complications. Cette quête de la normalité glycémique doit éviter autant que possible les accidents hypoglycémiques. Dans cet esprit, afin de tenter d’assurer un contrôle optimal de la glycémie, l’autosurveillance par mesure de la glycémie capillaire peut permettre au patient d’adapter au mieux son insulinothérapie par multi-injections ou par pompe. Il est par ailleurs possible d’envisager des mesures continues de la glycémie avec lecture a posteriori, un système que l’on peut qualifier de « Holter glycémique ». La disponibilité de la glycémie en continu et presque en temps réel est devenue également possible au moyen de dispositifs récents. L’intégration des données et leur analyse éventuelle par un logiciel d’aide à la décision permettent au patient d’adapter ses doses. Les solutions ainsi proposées comportant une intervention du patient sont dites en « boucle ouverte ».

Une miniaturisation toujours croissante.

Dans les systèmes dits « en boucle fermée », en revanche, ou pancréas artificiel, la glycémie est mesurée en continu, puis sa valeur entrée dans un logiciel. Un algorithme détermine le débit de perfusion de l’insuline nécessaire pour établir et maintenir la normoglycémie, et transmet l’information à une pompe. Le couplage du capteur de glycémie et de la pompe à insuline en temps réel et en continu constitue une étape importante vers un contrôle optimal de la glycémie. Ce type de système, alors très volumineux, a été développé il y a plus de 25 ans (1). Ses dimensions ont ensuite été réduites à celles d’un téléviseur, l’appareillage portant le nom de Biostator (2). Ces appareils comportent un détecteur de glucose intraveineux et sont couplés à des pompes externes qui perfusent l'insuline par voie intraveineuse. Avec le développement de la miniaturisation, il a été possible d’élaborer des prototypes de pancréas artificiel comprenant un capteur sous-cutané ou intraveineux et une pompe délivrant l’insuline par voie sous-cutanée ou intrapéritonéale. Les progrès techniques spectaculaires réalisés dans le domaine des détecteurs de glucose et des pompes à insuline implantables perfusant l'insuline par voie intrapéritonéale ont permis la première implantation d'un prototype de pancréas artificiel à Montpellier le 24 octobre 2000 (3).

Depuis cette date, un second modèle comportant un capteur de glycémie interstitiel sous-cutané et une pompe délivrant l'insuline par voie sous-cutanée a été également élaboré.

Dans les essais précédemment réalisés en boucle fermée avec le dispositif totalement implanté, le contrôle strict de la glycémie basale est possible entre les repas. Des écarts glycémiques postprandiaux restent inévitables, à moins d'interrompre le fonctionnement automatisé du dispositif avant les repas pour une commande manuelle de bolus. Les premiers résultats de l’évaluation clinique du second dispositif sont dorénavant disponibles (4).

Une faisabilité clinique démontrée.

Six diabétiques de type 1, 3 à Padoue et 3 à Montpellier, âgés de 36 ans en moyenne pour les premiers et de 48 ans en moyenne pour les seconds, ont été équipés d’un dispositif de ce genre pendant une nuit suivie de la prise d’un petit-déjeuner. L’ancienneté de leur diabète était respectivement de 12 et 29 ans en moyenne. Le dispositif a été étudié à deux reprises pendant 22 heures, la première en boucle ouverte et la seconde en boucle fermée, les deux essais ayant été séparés de 2 à 4 semaines. Chaque malade a ainsi servi de cas et de témoin. Le monitorage de la glycémie a été réalisé avec un appareil Freestyle Navigator, l’insuline étant administrée à l’aide d’une pompe Omnipod.

Chez 5 des 6 diabétiques de cet essai, le contrôle de la glycémie est apparu supérieur lorsque le système était « fermé », par comparaison avec la boucle ouverte. Chez tous les patients, l’absence de baisse glycémique nocturne est apparue comme un bénéfice particulièrement évident de l’insulinothérapie guidée par l’algorithme de ce modèle de pancréas artificiel.

Cet essai préliminaire montre ainsi qu’un système de contrôle glycémique en boucle fermée est cliniquement faisable et qu’il peut être employé pour améliorer le contrôle glycémique des diabétiques de type 1 en période nocturne, durant laquelle la crainte des hypoglycémies est toujours angoissante. Ces essais d'insulinothérapie par pompe en boucle fermée restent du domaine expérimental en milieu hospitalier. Des améliorations des algorithmes restent l’objet d’études, en particulier pour améliorer les excursions glycémiques qui suivent les repas. Les travaux se poursuivent par ailleurs afin d'étudier la possibilité d'une utilisation à domicile de ce type de dispositif. Il ne faut toutefois pas oublier les nouvelles stratégies thérapeutiques du diabète, comme la greffe d'îlots de Langerhans et la greffe de pancréas qui constituent des enjeux médicaux et sociaux essentiels, mais sont encore limitées dans leur développement par la pénurie du don d’organes et les lourdes contraintes de l’immunosuppression.

D’après un entretien avec le Pr ÉRIC RENARD (CHU, hôpital Lapeyronie, Montpellier)

Références

(1) Pfeiffer EF, et coll. The artificial bêta cell - a continuous contrôle of blood sugar by external regulation of insulin infusion (glucose controlled insulin infusion system). Horm Metab Res 1 974 ; 6 (5) : 339-42.

(2) Clemens AH, et coll. The development of Biostator, a Glucose Controlled Insulin Infusion System (GCIIS). Horm Metab Res 1977 ; Suppl 7 h 23-33.

(3) Renard E. Implantable closed loop glucose-sensing and insulin delivery: the future for insulin pump therapy. Curr Opin Pharmacol 2002; 2: 708-716.

(4) Bruttomesso D, et coll. Closed-loop artificial pancreas using subcutaneous glucose sensing and insulin delivery and a model predictive contrôle algorithm: preliminary studies in Padova and Montpellier. J Diabetes Sci Technol 2009 : 3 (5) : 1014-21.