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Environ 20 % de la population européenne et américaine souffrent de dysfonction olfactive.1 Elle peut être due à une pathologie nasosinusienne, un traumatisme crânien, une infection virale des voies aériennes supérieures, une maladie d’Alzheimer ou de Parkinson, ou avoir une origine toxique ou médicamenteuse. Dans certains cas, la cause n’est pas identifiable. Les conséquences peuvent être une dépression, une anxiété, un isolement social et une incapacité de se réaliser professionnellement (cuisinier, sommelier) (figure 1).2 Dans la plupart des cas, une prise en charge médicale et un traitement peuvent être proposés. De ce fait, il est primordial de poser un diagnostic correct et ceci nécessite dans tous les cas de réaliser un test olfactif.
Le but de cet article est de rappeler le fonctionnement du système olfactif, de discuter des tests psychophysiques et de mettre en lumière les concepts qui pourraient rendre ces tests plus précis à l’avenir.
Lorsqu’on flaire un odorant, un flux d’air turbulent transporte des molécules vers la fente olfactive. Celle-ci se compose d’un neuro-épithélium avec plus d’un million de neurones olfactifs. Chacun de ces neurones peut exprimer un type de récepteur et une personne dispose d’un set d’environ 400 différents types de récepteurs.3 Les récepteurs composant ce set varient d’une personne à l’autre. Par conséquent, une personne peut être très sensible à une certaine odeur, alors que d’autres ne la percevront pas du tout malgré une fonction olfactive intacte.4,5
En admettant qu’une personne perçoive un odorant spécifique car il possède le set de récepteurs adéquat, que se passe-t‑il au niveau de son épithélium olfactif ? L’odorant active une combinaison de différents récepteurs. Cette combinaison confère une identité propre à chaque odorant, tout comme une combinaison de note de piano qui donne un son unique. Cette étape génère des potentiels d’actions à travers les axones qui traversent la lame criblée de l’os ethmoïde. Ces axones font synapses avec le bulbe olfactif, qui projette au cortex olfactif primaire dans le lobe temporal. Ce cortex olfactif primaire est important pour définir le caractère plaisant, l’attention, l’apprentissage et la familiarité d’une odeur (figure 2). Le cortex olfactif secondaire se situe dans le cortex orbitofrontal, qui est un centre d’intégration avec la vue, l’ouïe, la gustation et d’autres sens. La perception de l’odeur est également influencée par notre expérience passée avec les odeurs. Par exemple, plus une odeur est familière, plus il est facile de la différencier d’une autre et de la décrire sémantiquement.6
Il existe une pléthore de tests olfactifs. Le Sniffin’ Sticks (plutôt utilisé en Europe) et l’UPSIT (plutôt utilisé en Amérique du Nord) sont les tests les plus répandus.7,8 La majorité des tests sont basés sur des stimuli monomoléculaires et peuvent être classifiés en 3 sous-types de tests psychophysiques de l’olfaction.
Le test de seuil olfactif permet de mesurer la plus faible concentration d’un stimulus olfactif qu’un patient peut détecter. Le stimulus le plus fréquemment utilisé est le phényléthyl alcool qui sent la rose. Il est dilué plusieurs fois en série. Puis, à l’aide d’un paradigme adaptatif semblable à celui de l’audiogramme tonal, nous pouvons calculer le seuil olfactif.
Le test de discrimination mesure la capacité à discriminer deux odeurs différentes. On présente une série de « test en triangle » où le patient doit sentir trois odeurs consécutivement, dont deux sont similaires et une différente. Le patient doit choisir l’odeur qui semble différente. A la fin du test, le nombre de réponses justes définit le score final.
Le test d’identification, qui est la façon de tester la plus répandue, permet de mesurer la capacité à attribuer un mot ou une image à une odeur correspondante. Une odeur est présentée au patient, qui ensuite choisit le mot ou l’image qui correspond le mieux à cette odeur. Cette tâche est répétée plusieurs fois. A la fin du test, le nombre de réponses correctes représente le score final. A noter que plus le nombre d’odeurs testées est grand, plus le test permet de discriminer un sujet sain, d’un patient hyposmique ou anosmique.
L’évaluation subjective du patient étant imprécise, il faut avoir recours aux tests olfactifs pour quantifier cette fonction (normosmique, hyposmique ou anosmique).9 De plus, les patients souffrant de troubles olfactifs se plaignent non seulement de leur odorat, mais aussi d’une perte de la perception des arômes, souvent confondue avec le goût à cause de la voie rétronasale. Il faut alors tester l’odorat et la gustation séparément pour localiser le déficit. A noter que l’interprétation des résultats de ces différents tests ne permet pas encore d’aiguiller le clinicien vers une étiologie précise. Contrairement à l’audiogramme tonal, ils ne peuvent que rarement différencier une cause liée à la transmission (obstruction nasale) d’une cause neurosensorielle (section post-traumatique des axones olfactifs au niveau de la lame criblée).
Alexander Graham Bell, l’inventeur du téléphone, dit en 1914 : « Can you measure the difference between one kind of smell and another ? It is very obvious that we have very many different kinds of smells, all the way from the odour of violets and roses up to asafetida. But until you can measure their likeness and differences, you can have no science of odour. » Cent ans plus tard, nous n’avons pas encore trouvé un moyen fiable pour mesurer la similarité ou la différence entre les odeurs.
Le système olfactif est un organe très performant et complexe. Il peut discriminer plus d’un billion de stimuli olfactif différents. Ce nombre est bien supérieur aux quelques millions de couleurs que l’œil perçoit ou aux centaines de milliers de tonalités que l’oreille interne peut discerner.10 Pour la vision et l’audition, nous pouvons quantifier la différence entre leurs stimuli sur l’échelle physique de la longueur d’onde ou de la fréquence sonore, respectivement. Très tôt, en utilisant cette échelle, il a été possible de développer des outils de mesures psychophysiques et diagnostiques tels que l’audiogramme tonal qui se base sur les fréquences sonores.
De manière bien plus complexe, les stimuli olfactifs peuvent varier selon des milliers de propriétés physicochimiques différentes. Contrairement à la vision et à l’audition, où le corrélat entre stimulus physique et perception psychophysique est connu comme précité, il reste très difficile de prédire l’intensité ou la qualité d’une odeur en se basant sur sa structure chimique.
Cette complexité rend difficile la création d’un outil de mesure comme pour l’audition. Par exemple, l’odeur de rose est-elle plus similaire à l’odeur du café ou de la menthe ? Bien que certains auteurs se soient penchés sur la question, il n’existe à l’heure actuelle aucune variable physicochimique qui permettrait de quantifier la similarité entre deux odeurs de manière fine et d’en faire une échelle de mesure.
Une solution serait d’utiliser des paires d’odeurs blanches. Le principe d’un stimulus blanc, comme pour le bruit ou la lumière blanche, est de mélanger des stimuli de longueur d’onde ou de fréquences différentes en un seul stimulus. Nous pouvons alors combiner des stimuli olfactifs avec des propriétés physicochimiques bien différentes et créer une seule odeur qui devient blanche.11 L’échelle physique sur laquelle on mesurerait la différence entre deux odeurs blanches serait le nombre de molécules que ces paires ont en commun.10 Plus il y a de molécules communes, plus l’odeur de ces paires devient similaire et vice et versa. On peut alors mesurer le degré le plus élevé de similarité entre deux paires d’odeur blanche qu’un patient peut distinguer. Ceci nous permettrait de tester l’acuité de discrimination olfactive ou la résolution olfactive.
Actuellement, l’un des tests les plus populaires, l’UPSIT dépend de la familiarité avec les odeurs du test ou les descripteurs sémantiques dans les réponses à choix multiples. Par exemple, aux Etats-Unis, on retrouve l’odeur du « root beer » qui est familière des Nord-Américains, mais quasiment inconnue des Français ou des Chinois. Il y a un risque de biais culturel et d’un diagnostic erroné si le test n’est pas adapté à la culture du patient. Dans nos sociétés qui deviennent de plus en plus multiculturelles, il devient alors risqué d’utiliser un tel concept. Cette méthode représente une barrière à la standardisation internationale, puisque le test doit impérativement être adapté en remplaçant les odeurs non familières par des odeurs familières. A l’heure actuelle, ce test de 40 odeurs a été adapté dans plusieurs pays à travers différents continents. Adapter un tel test de cette manière dans tous les pays du monde représenterait un effort surdimensionné.
Le défi serait d’identifier des odeurs universelles ou familières pour tous les humains. Dans la population pédiatrique, 12 odeurs universelles ont été identifiées, ce qui a permis de créer un test d’identification universel pédiatrique, le U‑Sniff.12 Le CC-SIT est aussi un test d’identification avec 12 odeurs universelles pour les adultes.13 Pour le moment, il semble difficile d’identifier un nombre suffisant d’odeurs universelles pour discriminer les personnes saines, des patients hyposmiques et des anosmiques. Une solution alternative serait de créer un test avec des odeurs inconnues de tous les humains, qui ne sont pas générées dans la nature ou industriellement, comme le principe de l’odeur blanche. Chacun serait équitablement « ignorant » devant ces odeurs et cela traiterait le problème de familiarité.
Comme mentionné précédemment, certaine personnes peuvent être insensibles à certaines odeurs car elles ne possèdent pas les « bons » récepteurs olfactifs dans leur set de récepteurs. Ceci arrive fréquemment. Ce problème est particulièrement important dans les tests de seuil qui sont faits d’un stimulus monomoléculaire (phényléthyl alcool – odeur de rose). Nous avons observé une grande variabilité interindividuelle avec beaucoup de personnes très sensibles et peu sensibles pour cette odeur de rose, qui est pourtant la plus utilisée pour mesurer les seuils olfactifs. Nous pourrions contourner ce problème en utilisant un stimulus qui activerait un maximum de récepteurs olfactifs simultanément, ce qui serait le cas avec une odeur blanche ou un mélange de différentes odeurs. Nous pourrions observer une diminution de la variabilité interindividuelle et une amélioration de la reproductibilité et de la spécificité du test, en évitant la confusion entre un patient souffrant de trouble olfactif et une personne saine qui n’est génétiquement pas dotée de récepteurs permettant la détection d’un stimulus spécifique.14,15
En collaboration avec Pr Vosshall et le Dr Keller (Université de Rockefeller, New York, Etats-Unis), l’Unité de rhinologie-olfactologie des HUG développe SMELL-S (test de sensibilité) et SMELL-R (test de résolution), qui se basent sur le concept des odeurs blanches (figure 3). Nous avons pu montrer dans des études de faisabilité, que ces tests sont peu affectés par le problème de familiarité ou d’insensibilité spécifique aux odeurs. Actuellement, nos efforts se portent sur le développement d’un nouveau prototype administrable par le patient lui-même. Nous combinons notre concept avec de nouvelles technologies digitales pour délivrer les odeurs (Pr Edwards – Université de Harvard, Boston, Etats-Unis) et espérons faciliter l’administration de ces tests, améliorer leur performance et aider les patients souffrant de troubles olfactifs à travers le monde.14
Les troubles de l’odorat sont fréquents. Il est important de tester l’odorat car l’auto-évaluation subjective de la fonction olfactive du patient est insuffisante. Comparé aux autres sens, notre connaissance du système olfactif est encore très limitée, ce qui est dû à sa complexité. Les derniers progrès, par exemple la découverte de l’odeur blanche, ou la compréhension du phénomène de l’insensibilité spécifique à certaines odeurs, nous ont donné la possibilité d’explorer de nouvelles approches pour évaluer l’odorat avec possiblement moins de biais, espérons-le.
« Compositions and methods for a universal clinical test for olfactory dysfunction » est un brevet provisoire soumis le 3 juillet 2017, par l’Université de Rockefeller. Numéro de série: US 62/528,420. Julien Wen Hsieh en est l’inventeur.
Le second auteur n’a déclaré aucun conflit d’intérêts en relation avec cet article.
▪ Les troubles olfactifs sont fréquents et peuvent avoir des conséquences importantes sur la qualité de vie des personnes
▪ Une prise en charge médicale et des traitements efficaces peuvent être proposés au patient
▪ Un test de l’olfaction (identification, discrimination, seuil) est nécessaire pour chaque patient avec plaintes olfactives ou gustatives
▪ Les résultats des tests olfactifs actuels peuvent être biaisés par des facteurs culturels ou génétiques propres au patient