Dans un monde où la technologie envahit notre quotidien, le Dr Zahi Fayad, professeur de radiologie et directeur de l’Institut de génie biomédical et d’imagerie du Mont Sinaï, prône une approche proactive de la santé. Il mène une étude novatrice visant à exploiter le potentiel des données de santé numériques pour améliorer notre bien-être et prolonger notre durée de vie en bonne santé.
Concrètement, le Dr Fayad applique ses recherches à sa propre vie. Dans son laboratoire new-yorkais, il utilise une panoplie d’appareils de santé connectés : une bague Oura pour le suivi du sommeil et de l’activité, une montre Garmin, un bracelet ECG pour surveiller son rythme cardiaque quotidiennement, et un capteur de glucose en continu pour garder un œil sur sa glycémie. Pour lui, l’essor des objets connectés représente une véritable révolution pour les soins de santé, permettant une surveillance continue et personnalisée des facteurs de risque liés aux maladies chroniques telles que le diabète, les maladies cardiaques ou l’obésité. Cette approche pourrait permettre non seulement d’identifier les prémices de ces affections, mais aussi de les prévenir activement.
Au sein de son équipe, des recherches sont menées pour développer des capteurs, sous forme de patchs, toujours plus performants, flexibles et discrets. L’objectif est de pouvoir capter des informations physiologiques de manière encore plus fine, comme les vibrations cardiaques lors de l’ouverture et de la fermeture des valves, par exemple. Le Dr Fayad partage ainsi sa vision d’une médecine de demain, où la technologie nous aide non seulement à vivre plus longtemps, mais surtout à profiter pleinement de ces années supplémentaires avec une meilleure qualité de vie.
La recherche de la longévité par les données : une interview du Dr Zahi Fayad
Mon parcours m’a toujours conduit à vouloir mieux comprendre comment notre mode de vie impacte notre corps, et plus particulièrement, au départ, notre système cardiovasculaire. Au fil de nos recherches, nous avons élargi notre champ d’investigation pour inclure l’interaction avec le système immunitaire et le lien avec le cerveau. L’alimentation, l’exercice, le sommeil et le stress sont autant d’expositions liées au mode de vie que nous cherchons à étudier de manière intégrée, ce qui représente un défi complexe.
Il y a plus de huit ans, nous avons lancé un programme de recherche pluridisciplinaire, financé par les National Institutes of Health, axé sur les individus exposés à un stress chronique ou à un événement traumatique. L’objectif était de comprendre comment le stress module les systèmes cardiovasculaire et immunitaire. Grâce à ma formation en imagerie, un outil puissant pour sonder le corps et appréhender les connexions entre les différents organes, nous avons pu développer une plateforme d’analyse.
Mon intérêt s’est ensuite étendu au-delà du stress chronique pour englober toutes les expositions auxquelles nous sommes soumis. L’évolution du domaine médical a mis l’accent non seulement sur les maladies chroniques, mais aussi sur la notion de « durée de santé » et de longévité. J’ai pris conscience qu’il ne suffisait plus d’étudier la maladie ; il fallait comprendre ce qu’est la santé dans son essence même.
Définir la santé à l’ère du numérique
La littérature scientifique actuelle nous renseigne beaucoup sur la maladie, mais très peu sur la santé. C’est pourquoi j’ai voulu enrichir notre plateforme technologique. Nous avons intégré les avancées en matière de santé numérique, notamment grâce à l’explosion des appareils connectés, devenus particulièrement populaires pendant et après la pandémie de COVID-19. Ces technologies, comme les objets connectés et les capteurs, nous ont permis d’étendre nos méthodes d’investigation au-delà de l’imagerie.
En tant que passionné d’exercice, j’ai également cherché à intégrer des mesures liées à la force physique. La force est reconnue comme un marqueur de vieillissement, et son suivi est essentiel pour comprendre les effets de l’activité physique sur le corps.
Le concept de « Jumeau Numérique » appliqué à la santé
L’idée du « jumeau numérique » nous vient de la NASA. Initialement conçue pour les missions spatiales du programme Apollo, elle permettait de créer une réplique virtuelle d’une fusée pour anticiper et résoudre d’éventuels problèmes. Les avions modernes, équipés de milliers de capteurs, envoient en temps réel une multitude de données pour assurer leur sécurité et leur maintenance.
Je me suis demandé pourquoi nous ne pouvions pas appliquer ce concept aux êtres humains. Cependant, la création d’un jumeau numérique nécessite une quantité d’informations bien supérieure à celle que l’on obtient lors d’une visite médicale annuelle. Il faut des données mises à jour en continu. Les progrès des appareils connectés permettent aujourd’hui une surveillance constante de paramètres vitaux tels que la fréquence cardiaque, la température corporelle ou la saturation en oxygène.
Notre projet de « jumeau numérique » vise à collecter ces informations de manière continue. Bien que toutes les données ne nécessitent pas un traitement en temps réel, leur fréquence est essentielle pour construire une représentation numérique fidèle de l’individu.
Des simulations pour optimiser la santé
Une fois que nous disposons de toutes ces données de santé sous forme numérique, la simulation devient un outil puissant. En comprenant la trajectoire de santé d’une personne, nous pouvons potentiellement prédire son évolution future sur un an, trois ans, ou cinq ans. Si des changements sont détectés, le jumeau numérique peut être interrogé pour identifier des solutions.
Les simulations sont peu coûteuses et permettent d’explorer des milliards de scénarios. Nous pouvons tester l’impact de différents régimes alimentaires, de programmes d’exercices, ou encore de modifications dans le sommeil et la gestion du stress sur la trajectoire de santé d’une personne.
Le jumeau numérique devient ainsi un outil pour créer des « agents » personnalisés, chacun optimisant un aspect spécifique du mode de vie. Ces agents peuvent ensuite fournir des recommandations précises et personnalisées, agissant comme un ensemble de conseillers en santé directement accessibles dans votre poche.
La prévention précoce grâce au jumeau numérique
Mon objectif est d’intervenir bien avant qu’une crise, comme une crise cardiaque, ne survienne. En tant qu’ingénieur, je travaille avec des courbes qui représentent la trajectoire de santé d’une personne. Même en l’absence de symptômes, de subtils changements dans certains marqueurs peuvent être observés. Il peut s’agir de la détection précoce de substances dans le sang liées à des maladies cardiovasculaires, au cancer, ou même à des changements cognitifs. C’est à ce stade que l’intervention devient cruciale : prédire ces petits changements et les corriger.
L’étude des jumeaux numériques en pratique
Dans le cadre de notre étude, nous fournissons aux participants un ensemble d’appareils pour un suivi à domicile. La bague Oura, particulièrement appréciée pour son confort, nous offre des données sur l’activité physique, le sommeil, la variabilité de la fréquence cardiaque, la saturation en oxygène, la VO2 max estimée et la température corporelle.
Nous ajoutons un tensiomètre pour des mesures de tension artérielle deux fois par jour, deux jours par semaine, avec transmission des données à notre application. Une balance connectée est également fournie. Un capteur de glucose en continu permet de suivre les niveaux de glycémie sur deux semaines, renouvelées trimestriellement.
Pour la fonction respiratoire, les participants utilisent un spiromètre une fois par semaine, fournissant trois mesures de capacité pulmonaire. Un dispositif d’analyse de la qualité de l’air, sous forme de bande de silicium, est porté pendant deux semaines, deux fois par an, afin de détecter des expositions environnementales, notamment aux pesticides. Un autre appareil capture les particules présentes dans l’air ambiant.
Des analyses sanguines sont réalisées trimestriellement : une micro-lancette permet de prélever des échantillons pour l’étude des protéomiques (protéines immunitaires), des métabolites et des lipides. Des tests plus complets incluent également le suivi des lipides, des triglycérides, de l’HbA1c et des hormones, réalisés sur des cartes de sang sec envoyées à nos laboratoires.
Une fois par an, les participants bénéficient d’une visite de santé incluant des tests de force musculaire et de préhension, un séquençage du génome entier, ainsi que des analyses de microbiome à partir d’échantillons de selles et de salive. Une IRM annuelle complète, différente des examens de dépistage standards, analyse de multiples organes : volume cérébral, matière grise, composition corporelle, cœur, poumons, reins, foie et pancréas.
L’étude des jumeaux numériques, bien qu’à ses débuts et limitée en termes de participants en raison des coûts élevés, suscite un vif intérêt. Actuellement, nous pouvons suivre une vingtaine de personnes, avec l’objectif d’atteindre plus de 100 participants d’ici la fin de l’année prochaine. Mon ambition ultime serait de pouvoir suivre 10 000 personnes, ce qui représenterait un investissement de plusieurs milliards de dollars.
L’avenir des soins de santé : l’hôpital à domicile
Dans les cinq à dix prochaines années, je suis convaincu que nous assisterons à une transformation radicale des soins de santé. L’hôpital tel que nous le connaissons migrera de plus en plus vers le domicile des patients. Les établissements physiques comme le Mont Sinaï deviendront des centres d’expertise pour les interventions complexes.
L’avenir repose sur la télémédecine et sur des capteurs de plus en plus spécifiques, capables de détecter des biomarqueurs précis pour des maladies comme le diabète ou des affections cardiaques. Cette surveillance fréquente permettra d’identifier les premiers signes d’alerte.
Nous développons également des prototypes de capteurs physiologiques, moléculaires et d’imagerie, comme l’intégration d’une échographie portable sur un patch, permettant un suivi automatique du cœur. Ces avancées ne relèvent plus de la science-fiction, de nombreuses publications scientifiques attestent de ces progrès.
La technologie numérique va profondément modifier la prestation des soins, en nous faisant passer d’une approche centrée sur la durée de vie à une focalisation sur la « durée de santé ». Aux États-Unis, l’espérance de vie moyenne est de 79 ans pour les hommes et 83 ans pour les femmes, mais la dégradation de la santé débute souvent autour de 60-65 ans. Notre objectif est de repousser cette période de fragilité autant que possible. Si nous parvenons à ce que les individus passent leurs années de vie dans un état de santé optimal, plutôt que de simplement prolonger leur existence, je considérerai cela comme une réussite majeure.