Les systèmes AID sont devenus incontournables dans le diabète de type 1

Les technologies modernes et innovantes peuvent réduire considérablement la charge de travail liée au diabète. L’administration quotidienne d’insuline est vitale pour les diabétiques de type 1. Le traitement idéal consisterait à contrôler l’apport d’insuline en fonction du glucose, sans aucun risque d’hypoglycémie. Les systèmes d’administration automatisée d’insuline (AID) sont déjà relativement proches de cet objectif – il a été prouvé qu’ils réduisent le risque d’hypoglycémie et améliorent la qualité de vie. Il reste toutefois des défis à relever, tant sur le plan réglementaire que technologique.

Pour les diabétiques de type 1 en particulier, les innovations technologiques offrent d’excellentes possibilités de traitement individualisé. Ces progrès sont dus à d’intenses efforts de recherche, a expliqué le professeur Dr. med. et phil. Lia Bally, médecin-chef et responsable de la recherche, Clinique universitaire de diabétologie, d’endocrinologie, de médecine nutritionnelle et du métabolisme, Hôpital de l’Île, Berne [1]. Les pompes à insuline existent depuis les années 1980 et les premiers appareils de mesure continue de la glycémie (CGM, Continuos glucose monitoring) ont été introduits dans les années 1990. Ce qui a longtemps fait défaut, c’est un logiciel approprié qui combine les deux dans un circuit fermé.

Pancréas artificiel alias boucle fermée (hybride) – une étape importante

En 2016, la Food and Drug Administration (FDA) américaine a approuvé pour la première fois un système en boucle fermée pour le contrôle de la glycémie dans le diabète sucré de type 1 et, depuis, la technologie a été continuellement améliorée. Les systèmes les plus avancés disponibles aujourd’hui utilisent des algorithmes d’intelligence artificielle** pour relier le CGM à une pompe à insuline automatique pour l’administration automatisée d’insuline (AID, Automated insulin delivery) (Fig. 1) [2]. De tels dispositifs partiellement ou entièrement automatisés sont également appelés pancréas artificiel (boîte). L’administration d’insuline est alors ajustée à la fois vers le haut et vers le bas en fonction du taux de glycémie actuel ou prévu. Étant donné que les systèmes autorisés aujourd’hui nécessitent certaines entrées de la part de l’utilisateur (par exemple, l’annonce d’un repas à venir), ils sont appelés systèmes hybrides à boucle fermée (vs. boucle fermée). L’administration d’insuline peut être adaptée individuellement aux variations quotidiennes des besoins en insuline d’une personne, les petites inexactitudes dans l’évaluation de la quantité de glucides ingérée sont corrigées et de nombreux autres facteurs qui influencent la glycémie sont compensés [2]. “Aujourd’hui, plusieurs systèmes hybrides à boucle fermée sont approuvés pour le traitement du diabète de type 1”, a déclaré le professeur Bally [1]. Il existe différents algorithmes de contrôle pour l’ajustement du dosage d’insuline. Les systèmes les plus adaptatifs utilisent des algorithmes de “Model Predictive Control” (MPC) [3–5]. À l’aide d’un modèle mathématique du système de glucorégulation, un algorithme MPC calcule la dose optimale d’insuline (débit de perfusion) à administrer à un moment donné en fonction d’une cible de glucose prédéfinie, en prédisant l’évolution du glucose. Le MPC est donc un modèle dynamique qui simule le comportement futur du processus de contrôle (dose d’insuline) en fonction des signaux d’entrée (concentration de glucose) et qui met à jour en permanence les paramètres du modèle, comme par exemple la sensibilité à l’insuline.

** IA = Intelligence Artificielle

Les patients bénéficient des systèmes AID de différentes manières

Dans l’ensemble, l’utilisation de systèmes AID dans le diabète de type 1 a permis de démontrer une amélioration du contrôle du glucose et du “time in range”. En ce qui concerne les “Patient-reported Outcomes”, il convient de souligner que la peur de l’hypoglycémie a été réduite, et que la qualité du sommeil et la qualité de vie en général ont été améliorées [6]. Une étude clinique a évalué l’utilisation d’un système hybride à boucle fermée activé le jour et la nuit sur une période de 4 semaines chez des adultes (n=28) atteints de diabète de type 1 et présentant un taux d’_HbA1c inférieur à 7,5%. Une amélioration du contrôle du glucose et une réduction du risque d’hypoglycémie ont été constatées et le système s’est avéré sûr et bien toléré [12]. Un contrôle glycémique optimal suppose un équilibre entre les apports alimentaires, les besoins métaboliques, les dépenses énergétiques et les profils d’action de l’insuline (tableau 1) [7]. Pour ce faire, il convient d’intégrer des facteurs liés au mode de vie, tels que l’alimentation et l’activité physique, dans l’administration automatisée de l’insuline. L’utilisation de systèmes hybrides à boucle fermée facilite également la prévention des hypoglycémies dans le cadre d’activités sportives, bien que cela reste un défi malgré une technologie avancée [2].

Optimisation des systèmes AID

Des appareils CGM plus petits et plus précis, avec une durée de port plus longue, et des pompes à insuline plus petites, dont l’interface utilisateur est transférée sur un smartphone/une montre intelligente, peuvent améliorer la facilité d’utilisation et minimiser la charge de l’appareil [8]. Des dispositifs interopérables et des plates-formes de gestion des données doivent offrir aux utilisateurs la flexibilité de créer leur propre système AID personnalisé.

Pancréas artificiel – dosage automatisé du débit de base d’insuline
Le principe de l’administration automatisée d’insuline (AID) consiste à relier la mesure continue du glucose (CGM) à une pompe à insuline via un algorithme. Les algorithmes de contrôle automatisé de l’administration d’insuline sont facilement représentables mathématiquement. Le défi consiste à s’adapter à la situation de vie actuelle de chaque patient. Concrètement, dans le cadre d’une “boucle fermée hybride”, un dosage automatisé de l’insuline du débit basal est effectué sur la base des valeurs de glucose mesurées par le capteur et l’administration d’insuline est interrompue en cas de risque d’hypoglycémie. Comme une saisie manuelle reste nécessaire pour les repas et la correction, il s’agit de systèmes hybrides à boucle fermée. Pour les diabétiques de type 1, les systèmes AID sont considérés comme l’étalon-or du traitement, mais les diabétiques de type 2 sous insuline peuvent également bénéficier de cette technologie innovante. En résumé, une régulation automatisée de l’insuline basale est combinée à l’entrée manuelle du bolus repas et du bolus de correction.

vers [1,2,11]

L’introduction d’analogues de l’insuline à action encore plus rapide permettrait d’améliorer encore les performances des systèmes en boucle fermée en accélérant le début et la fin de l’action de l’insuline. Et l’intégration de signaux supplémentaires dans les algorithmes, tels que la fréquence cardiaque ou les accéléromètres, afin de détecter l’activité physique plus rapidement qu’avec le CGM seul, pourrait contribuer à réduire le risque d’hypoglycémie pendant l’activité physique. Cela serait particulièrement utile pour les jeunes enfants, chez qui l’activité est généralement spontanée et imprévisible et les hypoglycémies constituent un problème majeur.

Congrès : Congrès de printemps de la SSAIM

Littérature :

“Artificial Intelligence in Diabetes Management”, Prof. Dr. med. et phil. Lia Bally, Congrès de printemps de la SSAIM, 10-12.05.2023.
Boettcher C, et al. : 100 ans d’insulinothérapie. “Défis actuels dans le traitement du diabète de type 1 chez l’enfant”. Swiss Med Forum 2022 ; 22(47) : 767-771.
Bequette BW : Algorithmes pour un pancréas artificiel en boucle fermée : le cas du contrôle prédictif du modèle. J Diabetes Sci Technol 2013 ; 7 : 1632-1643.
Elleri D, et al. : Évaluation d’un prototype ambulatoire portable pour l’administration automatisée d’insuline en boucle fermée pendant la nuit chez de jeunes patients atteints de diabète de type 1. Pediatr Diabetes 2012 ; 13 : 449-453.
Hovorka R, et al : Administration manuelle d’insuline en boucle fermée chez les enfants et adolescents atteints de diabète de type 1 : un essai croisé randomisé de phase 2. Lancet 2010 ; 375 : 743-751.
Weisman A, et al : Effect of artificial pancreas systems on glycaemic control in patients with type 1 diabetes : a systematic review and meta-analysis of outpatient randomised controlled trials. Lancet Diabetes Endocrinol 2017 ; 5(7) : 501-512.
Smart CE, et al. : ISPAD Clinical Practice Consensus Guidelines 2018 : Nutritional management in children and adolescents with diabetes. Pediatr Diabetes 2018 ; 19 Suppl 27 : 136-154.
Boughton CK, Hovorka R : Nouveaux systèmes d’insuline en boucle fermée. Diabetologia 2021 : 64 : 1007-1015, https://link.springer.com/article/10.1007/s00125-021-05391-w,(dernière consultation 11.07.2023)
Schneider L, Lehmann R : “Guide suisse du diabète”. Swiss Med Forum 2021 ; 21(1516) : 251-256.
Lechleitner M, et al : Diagnostic et traitement du diabète sucré de type 1 (mise à jour 2023) [Diagnosis and insulin therapy of type 1 diabetes mellitus (Update 2023). Wien Klin Wochenschr 2023 ; 135(Suppl 1) : 98-105.
Kordonouri O, Kerner W : Diabète sucré de type 1 – Mise à jour. Internist (Berl) 2021 ; 62(6) : 627-637.
Bally L, et al : Day-and-night glycaemic control with closed-loop insulin delivery versus conventional insulin pump therapy in free-living adults with well controlled type 1 diabetes : an open-label, randomised, crossover study. Lancet Diabetes Endocrinol 2017 ; 5(4) : 261-270.