La pandémie de COVID-19 a montré l’importance d’avoir à disposition des outils diagnostics rapides et utilisable en population générale pour le dépistage des infections respiratoires virales (IRV). Le projet VOCALISE explore l’analyse en temps réel de l’air expiré pour y détecter des marqueurs d’infection et développer une nouvelle méthode de diagnostic non invasive, fiable et utilisable à grande échelle.
Le projet s’appuie sur l’étude clinique COVID-AIR conduite à Lyon, qui a recruté près de 5 000 patients et mesuré en temps réel la composition de l’air expiré par spectrométrie de masse. À partir de ces données, nous développons un pipeline d’analyse combinant biostatistiques et intelligence artificielle. Pour ce faire, nous comparons plusieurs approches d’analyses des donnés incluant des méthodes non supervisées et supervisées. Les différentes parties d’un souffle sont également disséquées pour extraire les biomarqueurs pertinents au diagnostic de ces infections. Par ces approches combinées, nous évaluons ainsi la capacité de cette méthode à mettre en évidence des profils de biomarqueurs atypiques, utiles pour repérer des pathogènes émergents.
Pour atteindre ces objectifs, le consortium pluridisciplinaire VOCALISE réunit des équipes lyonnaises aux compétences complémentaires : virologie et clinique (CIRI/CARVI – Université Lyon 1 & Hospices Civils de Lyon), traitement du signal et intelligence artificielle (Laboratoire de Physique, équipe SiSyphe – ENS de Lyon, CNRS), biostatistiques et données de santé (Laboratoire de Biométrie et Biologie Évolutive & Pôle de santé public des HCL), et chimie analytique et atmosphérique (IRCELYON – équipe CARE, CNRS).
À terme, le projet VOCALISE vise à obtenir une procédure robuste, explicable et reproductible qui garantit un continuum « souffle → mesure → données → modèles → validation clinique » afin d’accélérer la mise en œuvre clinique de l’analyse du souffle et permettra d’alimenter le projet VORTEX (PEPR-MIE).
Alexandre Gaymard est virologue aux Hospices Civils de Lyon et au Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI, équipe CARVI-VirPath). MCU-PH à l’Université Claude Bernard Lyon 1, il est praticien hospitalier à l’Institut des Agents Infectieux (associé au CNR des virus des infections respiratoires). Il coordonne le consortium VOCALISE et pilote le développement et l’évaluation de nouveaux outils diagnostiques ainsi que le traitement des données ; il coordonne également le projet VORTEX (PEPR-MIE) pour accélérer la mise en œuvre clinique de l’analyse du souffle lors d’une infection respiratoire.
Pierre Borgnat est directeur de recherche CNRS en traitement du signal et analyse de données au Laboratoire de Physique de l’ENS de Lyon (UMR CNRS 5672), au sein de l’équipe Signaux, Systèmes et Physique (Sisyphe) qu’il dirige. Il enseigne à l’ENS et dirige le parcours de Master 2 « Modélisation des systèmes complexes ». Dans VOCALISE, il pilote le développement méthodologique en traitement du signal et intelligence artificielle (notamment sur graphes et détection d’anomalies) afin de transformer les données brutes du souffle en biomarqueurs robustes et explicables.