Recrutement en cours

Identification de composés organiques volatils (COV) comme biomarqueurs prédictifs des crises d'épilepsie

Promoteur : Fondation Ophtalmologique Adolphe de Rothschild

Titre et résumé traduits de l’anglais par le portail, à partir de la fiche publiée par le registre source, le 19 septembre 2026. Traduction automatique, sans relecture médicale : elle ne modifie ni n’interprète le contenu ; en cas de doute, le texte original fait foi.

Texte original (anglais)

Identification of Volatile Organic Compounds (VOCs) as Biopredictors of Epileptic Seizures

The unpredictable nature of epileptic seizures places people with epilepsy under permanent psychological stress, which contributes significantly to a restriction in their quality of life. The possibility of predicting the arrival of epileptic seizures would allow, in addition to taking a preventive treatment if the risk of seizure is close, to prevent traumas and accidents linked to possible falls during seizures, to authorize driving for certain people with epilepsy and to reduce the costs of medical care. To date and to our knowledge, no seizure detection device has been commercialized. There are commercialized devices based on biometric sensors other than EEG, but these are strictly dedicated to the detection of seizures and do not allow the anticipation of seizures. Regarding prediction, current research seems to have difficulties in developing convincing algorithms. The only system used successfully in real time would require a device implantable in the brain, but this would raise problems of acceptability. In addition, 20% of people with drug-resistant epilepsy have psychogenic non-epileptic seizures (PNES). These are sometimes difficult to differentiate from epileptic seizures by people with epilepsy and their caregivers, and their management differs from that of epileptic seizures. The distinction between these 2 types of events should also be taken into account by these prediction/detection tools. From the field of biomedical detection dogs, there is currently a converging body of evidence supporting that people with epilepsy emit specific odors associated with seizure events. Trained dogs have been shown to be able to discriminate body odors sampled during or just after an epileptic seizure from those sampled from the same subjects in various contexts outside of a seizure. It was also shown that a seizure can also be predicted by the volatile organic compounds (VOCs) released by the patient (human volatilome); the olfactory signature being already detectable up to 3h before a seizure. Another study used trained dogs to confirm that they are able to detect a seizure by smell and that this olfactory difference is already detectable before a seizure. The human volatilome VOCs lead is particularly promising, notably for its non-invasiveness and for the pre-ictal precocity that prediction allows. But at the moment, the studies are too studies are too preliminary, with sample sizes too small to conclude on the inter-individual generalization of the odor, taking into account the type of seizure involved and the influence of other variables (e.g., gender, age, medications). Moreover, in order to develop a reliable and transportable electronic detection tool, the identification of the VOCs involved is necessary, since the choice of sensors (e.g., to constitute an electronic nose) depends on it. The objective of this study is to overcome these shortcomings, by aiming at the identification of the informative odor(s) associated with epileptic events during the pre-ictal, ictal and post-ictal periods, taking into account the type of seizures (focal seizures, secondary generalized focal seizures, primary generalized seizures - motor and non-motor) and the inter-individual differences.

Le caractère imprévisible des crises d'épilepsie place les personnes épileptiques dans un état de stress psychologique permanent, ce qui contribue de manière significative à une restriction de leur qualité de vie. La possibilité de prédire la survenue de crises d'épilepsie permettrait, outre la prise d'un traitement préventif si le risque de crise est proche, de prévenir les traumatismes et accidents liés aux chutes éventuelles pendant les crises, d'autoriser la conduite automobile pour certaines personnes épileptiques et de réduire les coûts de la prise en charge médicale. À ce jour et à notre connaissance, aucun dispositif de détection des crises n'a été commercialisé. Il existe des dispositifs commercialisés fondés sur des capteurs biométriques autres que l'EEG, mais ceux-ci sont strictement dédiés à la détection des crises et ne permettent pas leur anticipation. Concernant la prédiction, les recherches actuelles semblent rencontrer des difficultés à développer des algorithmes convaincants. Le seul système utilisé avec succès en temps réel nécessiterait un dispositif implantable dans le cerveau, ce qui poserait des problèmes d'acceptabilité. Par ailleurs, 20 % des personnes atteintes d'épilepsie pharmacorésistante présentent des crises psychogènes non épileptiques (CPNE). Celles-ci sont parfois difficiles à différencier des crises épileptiques par les personnes épileptiques et leurs proches aidants, et leur prise en charge diffère de celle des crises épileptiques. La distinction entre ces deux types d'événements devrait également être prise en compte par ces outils de prédiction/détection. Dans le domaine de la détection biomédicale par chiens, il existe actuellement un ensemble convergent de preuves indiquant que les personnes épileptiques émettent des odeurs spécifiques associées aux crises. Il a été démontré que des chiens entraînés sont capables de distinguer les odeurs corporelles prélevées pendant ou juste après une crise d'épilepsie de celles prélevées chez les mêmes sujets dans divers contextes en dehors d'une crise. Il a également été montré qu'une crise peut aussi être prédite par les composés organiques volatils (COV) émis par le patient (volatilome humain), la signature olfactive étant déjà détectable jusqu'à 3 heures avant une crise. Une autre étude a utilisé des chiens entraînés pour confirmer qu'ils sont capables de détecter une crise par l'odorat et que cette différence olfactive est déjà détectable avant la crise. La piste des COV du volatilome humain est particulièrement prometteuse, notamment en raison de son caractère non invasif et de la précocité pré-ictale que permet la prédiction. Mais à l'heure actuelle, les études restent trop préliminaires, avec des échantillons de taille trop réduite pour conclure à une généralisation interindividuelle de l'odeur, en tenant compte du type de crise concerné et de l'influence d'autres variables (par exemple, le sexe, l'âge, les médicaments). De plus, afin de développer un outil de détection électronique fiable et transportable, l'identification des COV impliqués est nécessaire, car le choix des capteurs (par exemple, pour constituer un nez électronique) en dépend. L'objectif de cette étude est de pallier ces lacunes, en visant l'identification de la ou des odeurs informatives associées aux événements épileptiques pendant les périodes pré-ictale, ictale et post-ictale, en tenant compte du type de crises (crises focales, crises focales à généralisation secondaire, crises généralisées primaires - motrices et non motrices) et des différences interindividuelles.

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