Un vrai pancréas artificiel serait un système capable de reproduire toutes les fonctions régulatrices naturelles du pancréas chez les personnes atteintes d'un diabète, diabète de type 1. La physiologie du pancréas permet de comprendre la complexité de la régulation glycémique et l'intervention de différentes hormones : certes l'Insuline principalement mais également bien d’autres comme par exemple le Glucagon.

En 2024 nous ne pouvons pas mettre à disposition de nos patients un système mécanique de substitution aussi sophistiqué. Par contre une étape très importante a été franchie avec la mise au point de ce qu'on dénomme la boucle semi-fermée ou encore hybride.

On décrit par ces termes un système réalisant une gestion automatisée de la délivrance d’Insuline mais nécessitant néanmoins encore l'intervention du patient notamment pour venir en aide à ce système au moment des pics glycémiques imposés par les repas.

En abordant ce sujet on peut déjà mesurer les formidables progrès de la diabétologie qui ont conduit à développer
- Des méthodes de mesure du glucose de plus en plus performantes
- Des outils capables de délivrer de façon efficace et sécuritaire l'Insuline,
- Et désormais de faire fonctionner cela ensemble et de façon adaptée aux besoins journaliers très variables en Insuline.

Un tel dispositif combine donc trois composants principaux :
- 1- un capteur de glucose en continu (CGM) : Il mesure en temps réel le taux de glucose dans le tissu interstitiel et met à disposition de façon permanente ces données recueilles.
- 2- Une pompe à Insuline qui délivre en sous-cutané de l'Insuline de façon continue
- 3- Et surtout désormais un algorithme de contrôle : c'est le cœur du système. En fonction des données remontées de glucose l‘algorithme ajuste les doses d'Insuline pour essayer de maintenir la glycémie dans une plage cible

A ces trois composants essentiels s'associe de façon indispensable un quatrième: la plateforme de surveillance, outil numérique qui permet de suivre à distance l'évolution du taux de glucose et le fonctionnement du système utilisé.


A- L'historique des méthodes de mesure de la glycémie témoigne des progrès constants pour améliorer la précision, la praticité et la sécurité dans le suivi du diabète.



1- Dans les années 70 et surtout 80 sont apparus les premiers glucomètres électroniques. Ils ont permis la mesure du glucose au niveau d'un échantillon sanguin prélevé sous forme d'une simple goutte. La réaction chimique induite par le contact du sang avec un enzyme tel la glucose oxydase déposé sur une bandelette génère un signal électrique interprété par l'appareil et converti en taux de glucose.

- Les appareils ont amené progressivement une précision améliorée, un temps de réponse réduit à quelques secondes.

- Ils sont devenus plus petits plus maniables moins invasifs fonctionnant avec une mini goutte.

- Enfin plus récemment ils sont devenus "connectés" couplés à des logiciels d'interprétation des résultats.



2- Le vrai tournant a été depuis les années 2000 l’arrivée de la mesure du glucose en continu (CGM) reposant sur l'utilisation d'un capteur placé sous la peau qui mesure le taux de glucose dans le liquide interstitiel plutôt que directement dans le sang. Cette vision continue permet par rapport aux tests de glycémie ponctuelle d’appréhender l'évolution de la glycémie avec ses tendances et d’anticiper ses variations.

- Lorsque ces méthodes ont vu le jour on insistait sur le décalage temporel. En effet le glucose dans le liquide interstitiel réagit légèrement plus lentement aux changements que le glucose sanguin. Ce décalage s'est réduit considérablement avec les appareils actuels. Il ne persiste que sur quelques minutes.

- De la même façon on insistait antérieurement sur la précision bien meilleure des glucomètres mais actuellement cette différence ne cesse de s'amenuiser et de façon rapide. A titre d'exemple on estime que la M A R D (Mean Absolute Relative Difference) qui exprime l’écart entre la valeur mesurée et la glycémie réelle est d'environ 8 à 9% sur les systèmes de dernière génération contre 5 à 6% pour les glucomètres modernes.



Outils de CGM évoqués dans la présentation car utilisés dans les boucles en 2024:

Dexcom G6 et capteur GuardianMC4 Medtronic

Prochainement: Dexcom nouvelle génération, Freestyle Libre 3 et 2+, Simplera Sync Medtronic



B- Par rapport aux injections par seringue ou stylo la pompe administre l'insuline de manière continue, simulant la libération naturelle par le pancréas. Elle délivre en permanence de petites doses d'insuline rapide ou ultra-rapide pour répondre aux besoins constants du corps (insuline basale) et peut apporter des doses supplémentaires (bolus) pour gérer l'apport en glucides lors des repas ou corriger des taux de glycémie élevés.

Les pompes au fil du temps sont devenues plus petites donc plus discrètes, plus maniables, plus fiables également.

Toutes comportent un réservoir d’insuline, un moteur relié à un mécanisme de distribution et pour les pompes fialires l’interface utilisateur avec un écran.

Elles se différencient actuellement par le mode de délivrance de l’insuline. Les pompes traditionnelles amènent l’insuline grâce à un cathéter sous cutané relié au réservoir par une tubulure tandis que les pompes dites «patch» sont des pompes sans tubulure adhésives à la peau «faisant corps» avec le cathéter sous cutané.

S’il existe des pompes «implantables» avec délivrance de l’insuline au niveau péritonéal, elles sont peu utilisées actuellement et pas dans les systèmes automatisés à notre disposition.



Pompes évoquées dans la présentation car utilisées dans les boucles en 2024:

T Slim – Tandem, Medtronic 780, YpsoPump – Ypsomed, OmniPod – Insulet, Kaleido - Diabeloop





C- Les algorithmes sont dans la boucle les outils que les diabétologues attendaient depuis longtemps pour leurs patients puisqu’ils permettent l’ajustement automatique de la délivrance d’insuline.

Ils portent des noms compliqués selon leur fonctionnement (PID ou Proportionnel-Intégral-Dérivatif, MPC - Model Predictive Control, le plus employé actuellement) et pouvent également fonctionner en réseau de sous algorithmes de contrôle.

Cependant tous ont une même philosophie de travail.

- Ils tiennent compte non seulement de la valeur instantanée du taux de glucose mais anticipe son évolution dans les heures qui suivent.

- Ils adaptent ainsi la dose d’insuline apportée soit en modulant les débits préalablement définis, soit en les calculant de façon totale et en les délivrant de façon continue ou sous forme de micro bolus.

- Ils préviennent ainsi autant les situations d’hyperglycémie que les situations d’hypoglycémies qui deviennent moins fréquentes et moins sévères.

- Certains de ces algorithmes sont auto-apprenants améliorant leur performance au fil du temps par intégration des réactions du patient à l’insuline délivrée.

- Les algorithmes actuels sont donc performants pour les situations de variation de glycémie modérée mais ils sont mis en difficulté par les montées glycémiques importantes et rapides telles celles qui surviennent lors des prises alimentaires. C’est pour cela qu’on parle de boucles semi-fermées ou hybrides. Le patient doit encore effectuer un apport complémentaire d’insuline «en aide» qu’on appelle bolus lors de ses repas.

- Ces algorithmes enfin peuvent être modulés dans leur action par le patient pour s’adapter à des périodes particulières, essentiellement l’activité physique( prévention des hypoglycémies) mais aussi pour l’un d’entre eux le sommeil.

- L’algorithme peut être embarqué dans la pompe y compris les pompes patch ou se présenter sous forme d’une application portée par un smartphone.













Algorithmes évoqués dans la présentation car utilisés dans les boucles en 2024:

Control IQ (Intelligence Quotient) – Tandem, Smartguard Medtronic 780, CamAps (Cambridge Aps) – Ypsomed, OmniPod5 – Insulet, DBLG1 (DiaBeLoop Generation 1) - Diabeloop





D- Les plateformes de surveillance sont les outils numériques qui offrent un suivi et une analyse des données non seulement de glycémie mais également d’insuline provenant des différents dispositifs : CGM et pompes dont le fonctionnement est donc sous la dépendance de l’algorithme dans la boucle.

Elles permettent

· Aux patients (et à leurs aidants tels les parents pour les enfants) de surveiller leur glycémie en temps réel et d’identifier les variations glycémiques, avec des alertes en cas d'hyperglycémie ou d'hypoglycémie.

· Aux professionnels de santé d’obtenir ces mêmes informations, facilitant le suivi à distance en vérifiant le bon fonctionnement de la boucle et en proposant si nécessaire des ajustements.

L’interprétation des résultats s’appuient sur les recommandations actuelles visant à standardiser les informations apportées par la mesure du glucose en continu. Parmi une multitude d’informations trois éléments sont essentiels

1- Les «temps passés», essentiellement les temps

a- Dans la cible (Target Range = 70 à 180 mg): L'objectif est d’obtenir un temps dans la cible = TIR (time in range) de l’ordre de 70 % ou plus

b- Et en dessous de la cible (< 70 mg) moins de 5%



2- L’évolution de la glycémie sur les 24h: AGP = Ambulatory Glucose Profile = Profil Glycémique Ambulatoire avec visualisation de la glycémie médiane, et de la variabilité (intra et inter journalière)





































3- Les courbes journalières qui analysent jour par jour sur une période donnée les événements et ainsi permettent de comprendre les tendances.



L’analyse de la délivrance de l’insuline est conjointe à celle des variations glycémiques et indispensable pour juger de l’efficacité de l’algorithme de la boucle amenant à modifier éventuellement les paramètres de son fonctionnement.



























Plateformes de surveillance évoquées dans la présentation car utilisées dans les boucles en 2024:

MyDiabby et Glooko XT



E - A qui s’adresse la boucle fermée? La boucle fermée apporte-t-elle un réel bénéfice? Qui s’occupe de la mise en place?

La boucle fermée s’adresse

· De façon logique et prioritaire aux enfants dès l’âge de 2 ans chez lesquels l’obtention d’un équilibre est souvent difficile à obtenir du fait d’une grande variabilité, de la fréquence des hypoglycémies et de l’implication mentale majeure de la maladie (sur l’enfant et son entourage).

· De façon logique également aux adultes présentant un diabète de type 1 et plus particulièrement ceux qui connaissent des variations fréquentes de glycémie malgré une gestion active, qui sont sujets aux hypoglycémies nocturnes ou aux hypoglycémies sévères.

· A vrai dire les résultats favorables sur les critères métaboliques mais aussi sur la qualité de vie laissent envisager une extension des critères d’éligibilité chez la plupart des patients diabétiques traités par des schémas complexes d’insuline.































Le bénéfice de la boucle fermée est pleinement démontré avec souvent une amélioration du temps passé dans la cible de l’ordre de 10% sans majoration voir avec une diminution du temps passé en dessous de la cible, une baisse de l’HBA1c mesurée ou estimée (GMI) de l’ordre de 0.5%.

Néanmoins il est très important de présenter ce système aux patients en rappelant que la boucle fermée actuellement ne permet pas d’obtenir un équilibre parfait et qu’une implication est encore indispensable.

Toutefois le bénéfice ne peut se résumer à des considérations purement médicales tant il est ressenti par les patients qui l’utilisent au niveau de leur qualité de vie. On parle habituellement d’une réduction importante de «la charge mentale».



La boucle fermée est mise en place par le diabétologue qui accompagne habituellement le patient éligible. Ce diabétologue participe à un centre initiateur ou collabore avec un tel centre et assure son suivi de façon rapproché souvent les 3 premiers mois puis de façon régulière (surveillance classique avec consultations présentielles mais également télésurveillance).





CONCLUSION:

Evolution ou véritable révolution, la boucle fermée, même si elle est encore hybride actuellement (nécessitant l’implication du patient diabétique) amène un bénéfice important

Elle fait plus qu’améliorer l’équilibre glycémique, elle transforme le quotidien de l’adulte, de l’enfant et de son entourage, effaçant en partie le fardeau de la maladie

La rapidité d’évolution des outils laisse augurer que bientôt d’autres systèmes balaieront ceux qui existent actuellement employant des algorithmes plus performants avec alors une boucle vraiment fermée





Différence entre ce texte et la présentation: un texte se lit, une présentation se vit







Parmi tant d’autres possibles, 2 textes référencés et une page internet citée (3) de la fédération française des diabétiques:

1- Mise en place de l’insulinothérapie automatisée en boucle fermée : position d’experts français Med Mal Metab tome 14 > n°5 S1 > septembre 2020
2- Actualisation de la prise de position des experts français sur l'insulinothérapie automatisée en boucle fermée Med Mal Metab 2024; 18: 343–393
3- https://www.federationdesdiabetiques.org/federation/actualites/boucle-fermee-hybride-decouvrez-notre-nouvelle-infographie