Les marqueurs biologiques au delà des chiffres

1. Les marqueurs biologiques au delà des chiffres Pr P Faure Responsable du Département de Biologie intégrée Pôle de Biologie, CHU de Grenoble

2. Introduction • La notion de marqueurs a énormément évolué ces dernières années • Peut être utilisé à chaque étape de suivie d’une maladie. • Les nouvelles technologies (nanobiologie) vont encore faire évoluer l’utilisation qui pourra être faite des marqueurs mais aussi l’approche biologique des maladies

3. La notion de marqueur biologique •  Dans l’idéal : • Composé présent dans les fluides biologiques des malades mais absent de ceux des sujets sains. • Toutefois, cette définition a des limites: • - Entre une cellule normale et une cellule malade, il n’y a • que des différences quantitatives souvent faibles • D’où la notion de marqueur : Composé biochimique dont les teneurs chez un ensemble homogène de malades, sont statistiquement très éloignées de celles d’un ensemble de sujets sains, donnant un caractère discriminant à sa mesure. Donc présence possible de faux positifs et de faux négatifs

5. Comment un composé biochimique normal devient un marqueur ? Anomalie d’un transporteur Anomalie de synthèse Enzyme Barrage métabolique Dérégulation d’adaptation des gènes Quelques-uns des mécanismes pouvant expliquer la variation d’un marqueur de type métabolite ou protéine

6. Quelques-uns des mécanismes pouvant expliquer la variation d’un marqueur de type métabolite ou protéine

7. Le test diagnostique in vitro :utilisable à chaque étape • Dépistage collectif • Dépistage ciblé • Détection ou exclusion • Suivi et choix du traitement 60 à 70 % des prises de décision médicales s’appuient sur le diagnostic biologique (Lewin group, 2005)

8. Les différents marqueurs • Marqueurs de diagnostic. • Marqueurs de risques. • Marqueurs d’exposition (cotinine, gamma GT, métabolites anormaux). • Marqueurs de défense : directs ou indirects. • Marqueurs de statut (exemple statut nutritionnel). • Marqueurs prédictifs : BNP et insuffisance cardiaque. • Marqueurs de suivi thérapeutique.

9. Le marqueur diagnostic :ce que l’on en attend Il doit être : - Sensible - Spécifique - Peu cher - De réalisation rapide De nombreux phénomènes peuvent le perturber : - Inflammation, - Hydratation, - Médicaments (artéfacts de mesure), - État du patient lors du prélèvement. - interférences analytiques D’OU L’INTERET POUR LE BIOLOGISTE DE CONNAÎTRE LE CONTEXTE CLINIQUE

10. Les facteurs de variation d’un marqueur biologique Le Biologiste est responsable de chacune de ces étapes

11. Le coût des analyses l’exemple des nouveaux marqueurs

12. Ce qu’il faudrait mettre dans la balance - Rapidité du diagnostic - Spécificité du traitement - Durée de séjour - Durée de l’arrêt de travail Coût de l’analyse

13. La procalcitonine :un marqueur d’aide au traitement • Apparaît en cas d’infection bactérienne • Paraît coûteux dans l’absolu : - B 110 (29 euros) - Croissance exponentielle des demandes (300 à 8000 en 3 ans, surement 10000 au DBI ) Mais à mettre dans la balance : - La prise en charge thérapeutique des patients, - La durée d’hospitalisation, - L’évolution du coût quand se généralisera.

14. Intérêt dans l’indication de l’antibiothérapie de la PCT Pinet C, Revue des Maladies Respiratoires. Vol 23, N° 5-C2 novembre 2006 pp. 75-79

15. Infections nosocomiales et infections à germes multirésistants • 18 500 patients admis (University London college hospital) • Recherche moléculaire des infections à staphylocoques meticillin résistant (prélèvement nasal) • 4,5% d’infections positives traitées • Baisse de 38,6% des infections post chirurgicales • Cout du test 400 000 euros • Economie 720 000 euros (séjour et traitement) • Economie nette : 120 000 euros Keshtgar MR et al. Impact of rapid molecular screening for meticillin­resistant Staphylococcus aureus in surgical wards. Br J Surg 2008;95(3):381-86

16. Intérêt économique du NT-Pro BNP Use of B-type natriuretic peptide for the management of women with dyspnea. Mueller C et coll, Am J Cardiol. 2004 Dec 15;94(12):1510-4. Thus, used in conjunction with other clinical information, rapid measurement of BNP decreased time to discharge and total cost of treatment in women who presented with acute dyspnea.

17. Les critères et l’évaluation d’un marqueur biologique Recommandations par des sociétés savantes comme la Société Française de Biologie Clinique (SFBC), telle que la méthode d’évaluation Valtec (Vassault et al., 1986). La précision ou fidélité : la dispersion des résultats des mesures d’un paramètre dans des conditions déterminées. La répétabilité ou reproductibilité intrasérielle. La reproductibilité intersérielle, ou de jour en jour, dans laquelle le même échantillon est analysé chaque jour dans une série de dosage différents. La reproductibilité interlaboratoire dans laquelle un même échantillon est analysé dans plusieurs laboratoires par la même méthode. La justesse de la méthode ou exacertitude mesure la différence entre la valeur trouvée et la valeur « réelle » théorique.

18. Les contrôles de qualité • Contrôles de qualités internes : • Dans une série de mesure, • Régulièrement. • Contrôles de qualités externes : - Volontaires : abonnement pris par le laboratoire, points de repère par rapport aux autres techniques, • Obligatoires : gérés par l’AFSSAPS. Evolution vers l’accréditation 15189 obligatoire pour tous les laboratoires

19. L’interprétation par le clinicien du taux d’un marqueur biologique nécessite de connaître les variations physiologiques de ce paramètre qui vont dépendre : • - de l’âge, • - du sexe, • - de rythmes biologiques (heure, période), • - de l’état de jeun ou post-prandial, • - des états de grossesse, • - et parfois du mode de vie (tabac, alcool, altitude …).

20. Le cahier des charges d’une méthode • Pratique Si possible automatisable, et d’un coût raisonnable. L’évaluation du coût de la biologie est de plus en plus surveillée. • Problème aigu par le fait que l’introduction d’un nouveau marqueur plus performant ne supprime hélas pas assez souvent la prescription des marqueurs préexistants : - CRP et VS, - Troponine et myoglobine, - Troponine et CPK MB, - Testostérione libre et biodisponible. • Le biologiste sera de plus en plus considéré comme responsable des prescriptions …

21. L’avenir

22. La recherche de nouvelles techniques • Miniaturisation des méthodes chromatographiques, les progrès de l’électronique appliquées à la spectrométrie de masse et ceux de l’informatique apparition de nouvelles techniques : • - gène (génome), • - ARN (transcriptome), • - protéines (protéome), • - lipides (lipidome), • - métabolites (métabolome). • Permettent de mieux comprendre : • - des mécanismes, • - de faire du screening, • - de découvrir des molécules d’intérêt. MAIS ENCORE BEAUCOUP D’ETAPES AVANT LEUR UTILISATION EN ROUTINE COURANTE

24. Des sondes d’ADN sont attachées et localisées sur un support (la puce). Un échantillon d’ADN est ensuite déposé sur la puce à ADN. Utilisation du principe d’hybridation de 2 acides nucléiques simples brins, de séquence complémentaire. Tout signal d’hybridation reçu indiquera la présence de l’ADN cible dans l’échantillon.

25. Le prototype MeDICS-01 est constitué d’une matrice de 320 x 320 électrodes,  soit plus de 100 000 électrodes  sur une surface de 0.4cm2. La matrice permet de générer plusieurs milliers de cages indépendantes et le logiciel de pilotage permet de diriger ces cellules vers des compartiments dédiés à l’analyse ou à la manipulation ultérieure des cellules triées (étude des effets de drogues, fusion avec des liposomes, transfection avec des gènes..). Le Prototype pour la lévitation individualisée des cellules : CEA labo Biopuces

26. Un des 6 thèmes prioritaires de la recherche Européenne

27. Conclusions Les dépenses de la Biologie en 2007 : 4,2 milliards d’euros C’est-à-dire 2,6% de la consommation des soins et de biens médicaux Ne tient pas compte de la balance médico économique : coût/économies générées Les nouveaux marqueurs amènent de plus en plus d’information pouvant se substituer à d’autres investigations plus longues et plus chères

28. Discussion