Définition et Utilisation des Biomarqueurs

Définition des Biomarqueurs

• Les biomarqueurs, ou marqueurs biologiques, sont des caractéristiques mesurables, d'origine anatomique ou biologique, utilisées pour indiquer des processus biologiques normaux, pathologiques ou des réactions à une exposition ou à une intervention (comme un traitement).
• Ils peuvent être quantitatifs (chiffrées), semi-quantitatifs (positif/négatif) ou qualitatifs (analyse d'électrophorèse).
• Les données sont mesurées objectivement, avec une grande précision et une reproductibilité de la mesure.

Utilisation des Biomarqueurs

• Recherche et développement: Ils permettent de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques, de valider des médicaments (pré-clinique et clinique), et de prédire le rapport bénéfice/risque dans les essais cliniques.
• Stratification des patients: Ils permettent de stratifier les patients avant leur recrutement dans les essais cliniques.
• Soins courants: Les biomarqueurs sont utilisés dans de nombreuses disciplines médicales et paramédicales. (anatomiques, fonctionnels ou biologiques)

Étapes du dépistage à la médecine personnalisée

• Dépistage: Diagnostic précoce de patients non malades, comme le dosage du PSA pour le cancer de la prostate.
• Diagnostic: Identification et validation d'une maladie.
• Pronostic: Évaluation de la sévérité de la maladie.
• Staging/Extension: Détermination de l'étendue d'une maladie, notamment dans les cancers.
• Traitement: Prévention de la réponse au traitement, permettant de déterminer la meilleure approche thérapeutique, médecine personnalisée.
• Suivi: Évaluation de la réponse au traitement et des récidives.

Acte de biologie médicale

• Les biomarqueurs sont un acte de biologie médicale, qui participent à la prévention, au diagnostic, à l'évaluation du risque de développer un état pathologique,à la prise en charge thérapeutique et à l'évaluation du statut physiologique ou physiopathologique d'un individu.
• En France, ils sont sous la responsabilité d'un médecin, d'un pharmacien ou d'un biologiste médical.
• Ils sont responsables des prélèvements (3 phases : pré-analytique, analytique et post-analytique). Ces phases doivent respecter les normes ISO1589.

3 Phases du prélèvement

• Phase pré-analytique: Conditions de prélèvement (heure, jeûne, position du patient…), conditions de transport et de préparation des réactifs et contrôle qualité.
• Phase analytique: Calibrage des modes opératoires (en utilisant des gammes étalons). Mesure du paramètre par le technicien, la machine et validation par le biologiste.
• Phase post-analytique: Intéprétation des résultats, édition du compte-rendu signé par le biologiste et envoi de ces résultats au médecin prescripteur et au patient.

Types de prélèvements biologiques

• Fréquents: Sang veineux (prise de sang), Sang artériel (gaz de sang), Liquide céphalo-rachidien (LCR), Urines, Selles, Liquide de lavage broncho-alvéolaire, Liquide gastrique.
• Plus rares: Ponction osseuse ou moelle osseuse, Biopsie tissulaire, Frottis utérin, Pièces opératoires, Biopsies.

Ponction Veineuse

• Geste: Réalisé par un médecin, infirmière ou technicien de laboratoire.
• Types de tubes: selon le besoin pour certains tests spécifiques ; avec ou sans anticoagulant (héparine, EDTA, fluorure, citrate de sodium). Exemple:
  • Sérum (jaune ou rouge)
  • Bilan de biochimie (Glycémie, lipidique,…) : vert
  • Hématologie/dosage d’hémoglobine glyquée (HG): violet
  • Glycémie: gris

Ponction lombaire

• Geste invasif: Réalisé par un médecin dans un hôpital.
• Position: Niveau des vertèbres lombaires (L4 ou L5).
• Indications: Maladies neurologiques, microbiologie (recherche de méningites).
• Liquide Céphalo-Rachidien (LCR): Liquide stérile, limpide ("eau de roche"). Composition différente du sang en raison de la barrière hémato-encéphalique.

Recueils

• Définition: Liquide biologique éliminé physiologiquement de l'organisme (urines, selles, sécrétions nasopharyngées, salive).
• Types de recueil: Recueil isolé ou recueil complet sur 24h (diurèse).

Nature des molécules détectées

• Protéines et peptides: Hormones peptidiques (prolactine, TSH, insuline), enzymes (transaminases, rénine), albumine, facteurs de coagulation, protéines d'inflammation; aussi des protéines intracellulaires qui se retrouvent dans les fluides circulants.
• Glucides: Glucose (glycémie, glycorachie dans le LCR).
• Lipides et dérivés: Triglycérides, cholestérol, LDL, HDL, hormones stéroïdes (cortisol, aldostérone, hormones sexuelles).

Utilisation des biomarqueurs

• Fonctionnement anormal ou insuffisance d'organes: Protéinurie (atteinte rénale), Insuffisance hépatique, Insuffisance cardiaque (peptide natriurétique), Troponine (infarctus du myocarde).
• Destruction d'un organe: Transaminases hépatiques (lyse cellulaire hépatique), Protéine Tau (neurodégénérescence, maladie d'Alzheimer, AVC).
• Surproduction d'un organe ou tumeur: PSA (prostate), Cortisol (adénome surrénalien).
• Déficits métaboliques: Hyperglycémie (diabète), Hypertriglycéridémie (dyslipidémie).

Biomarqueurs dans autres disciplines

• Hématologie: Marqueurs de l'hémostase (coagulation), marqueurs cellulaires (cytologie).
• Microbiologie: Identification d'agents infectieux (analyses moléculaires : PCR, analyses sérologiques).

Biologie Médicale : Du Prélèvement au Résultat

• Conditions de prélèvement: Heure du prélèvement, jeûne ou non, température...
• Conditions de transport: Délai, température.
• Analyses: Sang total, sérum, plasma, différentes techniques validées.
• Condition de stockage: Pour analyses complémentaires.

Paramètres Biologiques et Valeurs de Référence

• Valeurs de référence basées sur l'âge, le sexe et les populations.
• Variabilité inter-individuelle.
• Intervalles de référence (seuils de références et méthodes statistiques). Les unités internationales sont préférées.

Techniques utilisées dans les laboratoires

• Chimiques: Réaction conduisant à un composé coloré proportionnel à la concentration (colorimétriques, enzymatiques, potentiométriques). Gamme étalon.
• Immunoessais: Méthodes utilisant des anticorps (sandwich, compétition).
• Techniques séparatives: Séparation de molécules pour doser une entité spécifique (électrophorèse, spectrométrie de masse, chromatographie liquide/gazeuse).
• Techniques de biologie moléculaire: Recherche de mutations, polymorphismes par séquençage (NGS, puces à ADN).

Biomarqueur idéal

• Caractéristiques: Sensibilité, spécificité, fiabilité, précision, reproductibilité, rapidité d'obtention, coût abordable, faible impact sur les comorbidités.

Performances du biomarqueur

• Sensibilité: Probabilité d'un test positif chez les malades.
• Spécificité: Probabilité d'un test négatif chez les sujets sains.
• Valeur Prédictive Positive: Probabilité d'être malade si le test est positif.
• Valeur Prédictive Négative: Probabilité de ne pas être malade si le test est négatif.

Conclusion

• Les biomarqueurs sont essentiels au diagnostic.
• Ils réduisent l'incertitude diagnostique.
• Leur interprétation doit être contextualisée au patient.
• L'acte médical issu de biomarqueurs doit faire suite à une validation rigoureuse pour connaitre ses limites et son application.