Les traitements par radiothérapie évoluent, d'une part, vers des tailles de champs d'irradiation de plus en plus petites pour se conformer au mieux au volume de la tumeur tout en sauvegardant les tissus sains environnants et, d'autre part, vers l’hypo-fractionnement. Ce dernier mode de traitement consiste à administrer une dose de rayonnements plus importante en un nombre de fractions réduit. Ces techniques de traitement réalisées avec de nouvelles machines sont rassemblées sous le vocable de radiothérapie stéréotaxique. Du fait de la nature complexe de ces techniques, des contrôles qualité spécifiques ont été développés et sont réalisés en routine pour assurer la bonne délivrance de la dose planifiée. Ils consistent à comparer, dans une configuration spécifique au patient, la distribution de dose mesurée à celle prévisionnelle, calculée à l’aide du logiciel de planification de traitement associé aux machines de radiothérapie. Ce contrôle qualité est réalisé dans des conditions d’irradiation très différentes et éloignées des conditions d'étalonnage des dosimètres, telles que proposées dans les protocoles internationaux, ainsi que dans les conditions d’irradiation mises en oeuvre lors de mesures primaires. La traçabilité métrologique des résultats n’est de ce fait pas clairement établie et l’incertitude associée aux dosimètres utilisés mal connue.

Or, les films radiochromiques, dosimètres fréquemment utilisés en stéréotaxie pour leur équivalence à l’eau et leur très bonne résolution spatiale, permettent d’obtenir une cartographie de dose à deux dimensions (2D) comparable à la cartographie de dose planifiée à l’aide du TPS. Aussi, le LNE-LNHB se propose de développer un contrôle qualité, assurant la traçabilité métrologique pour ces nouvelles techniques de traitement, basé sur l’utilisation de films radiochromiques. Pour ce faire, le LNE-LNHB mettra à profit son expertise, quant à l’utilisation de ces films, notamment acquise lors de l’établissement de références primaires pour les faisceaux stéréotaxiques.

• Mettre au point une méthode de contrôle qualité des plans de traitements en conditions d’irradiation stéréotaxiques, assurant une traçabilité métrologique et basée sur l’utilisation de films radiochromiques ;
• Promouvoir l’utilisation et le développement commercial du lecteur de films radiochromiques conçu et construit au LNE-LNHB ;
• Promouvoir, pour les champs de petites tailles, l'utilisation de la grandeur « produit dose-surface » afin d'améliorer la précision dosimétrique des traitements tout en respectant les procédures existantes adaptées aux machines commercialement disponibles.

Collaboration avec l’Institut de Cancérologie de l'Ouest à Angers.

• Développement des capacités de mesure pour l'analyse de métaux lourds à des niveaux de concentration bas (ppt et ppb selon les matrices) avec des incertitudes inférieures à 10% en se basant sur des méthodologies de dilution isotopique par spectrométrie de masse (DI-ICPMS)
• Développement d’une méthode secondaire pour la mesure du pH et application de cette méthode pour la production et la caractérisation de solutions de référence de pH avec une incertitude cible de 0,008 pH
• Application des méthodes développées à des matrices environnementales et alimentaires telles que les eaux potables et naturelles, les sédiments et différents types d'échantillons de poissons et biotes
• Validation des méthodes développées en participant à des comparaisons internationales appropriées permettant le dépôt de CMC à soumettre dans la base de données du BIPM
• Développement de stratégies individuelles pour l’application à long terme de capacités de mesure développées, y compris le soutien à la réglementation, l’établissement de collaborations de recherche et l'obtention de l’accréditation selon la norme ISO 17025

Lors de la réalisation d'analyses chimiques de routine, les laboratoires d’analyse ont besoin d'outils fiables tels que les matériaux de référence et les mesures de référence afin d'établir la traçabilité métrologique au SI et de valider leurs méthodes.

La chaine de traçabilité des analyses chimiques est basée sur la mise en œuvre de la dilution isotopique par spectrométrie de masse (IDMS), qui est une méthode de référence primaire. L'approche IDMS nécessite que les opérateurs soient expérimentés, car de nombreux aspects (comme par exemple la sélection des isotopes appropriés, l'optimisation de l'équilibre du mélange étalon/échantillon) doivent être soigneusement évalués et pris en compte afin d’obtenir des résultats fiables.

L'objectif général du projet ChemMet-Cap (Development of scientific and technical capabilities in the field of chemical analysis, site internet consultable ICI), financé par le programme européen EMPIR et coordonné par le LNE, était donc d'améliorer les capacités de mesure des instituts nationaux de métrologie (INM) moins expérimentés dans le domaine de la métrologie en chimie.

Ce projet a permis d’améliorer les capacités de recherche des INM émergents dans le domaine de la métrologie en chimie. En outre, les capacités de mesure acquises ont été démontrées grâce à l’organisation d’une comparaison interlaboratoire pour les laboratoires d’analyse, au cours de laquelle les INM ont fourni les valeurs de référence. En outre, les INM émergeants ont également préparé des feuilles de route et défini leurs stratégies à long terme, pour la mise en œuvre d'une infrastructure métrologique nationale et une collaboration efficace avec les pays voisins dans le domaine de la métrologie en chimie.

Le LNE a assuré la coordination du projet. Du point de vue technique, sa contribution a porté principalement sur la formation des INM émergeants en matière de DI-ICPMS et sur le développement du banc secondaire de pH-métrie.

En outre, le LNE a également contribué à la fourniture des valeurs de référence assignées lors de la comparaison interlaboratoire organisée pour les laboratoires de routine et a aidé les INM à structurer leurs feuilles de route pour la mise en œuvre des stratégies nationales.

• Les valeurs de référence fournies pour les programmes d'essais d'aptitude et les matériaux de référence bénéficieront directement aux laboratoires de terrain
• La production d'échantillons de référence avec des valeurs de référence attribuées en utilisant une méthode de mesure primaire, ainsi que la production des matériaux de référence secondaires de pH dans les pays participants, contribuera à réduire le coût d'achat de matériaux de référence importés pour l'étalonnage
• Le projet a établi des capacités fiables pour des mesures traçables en chimie (en particulier pour l'analyse inorganique élémentaire et le pH) qui ont créé un impact significatif au sein de la communauté de la métrologie
• Le projet a soutenu les NMI/DI des pays émergents impliqués, à travers les activités de partage des connaissances entreprises. Cela permettra aux NMI/DI émergents de participer à davantage de futurs programmes de recherche d'EURAMET et à d'autres initiatives de recherche de l'UE
• Le projet a encouragé la participation active dans les principaux comités européens liés à la chimie tels que l'EURAMET TC MC, ainsi que le transfert et l'échange de connaissances avec la métrologie internationale dans la communauté de la chimie comme le BIPM CCQM

“Recent progress in chemical measuring capabilities in INM as a result of EMRP/EMPIR Programme”, Mirella Buzoianu, Mihail Radu, George Victor Ionescu, published in 19th International Congress of Metrology, 20004 (2019), https://doi.org/10.1051/metrology/201920004

2“Work at the INM to Develop Measurement Capabilities to Assign Reference Values in Proficiency Testing Schemes”, M.Buzoianu, published in Proceedings of PT CONF 2019, http://www.pt-conf.org/2019/wp-content/uploads/2019/09/Proceedings-PT-C…

BIM (Bulgarie)

BRML (Roumanie)

TUBITAK (Turquie)

IAPR (Grèce)

INRAP (Tunisie)

La radioactivité induite dans les installations utilisant des accélérateurs dédiés aux applications médicales conduit à la création de déchets radioactifs dont la caractérisation précise est essentielle pour les opérations de démantèlement de ces installations afin d’identifier les bonnes filières d’entreposage et de recyclage. Le projet permettra la mise en place d’une méthodologie rigoureusement validée pour la détermination du spectre radiologique des pièces activées des accélérateurs médicaux.

Cette problématique n’a jamais été précisément traitée, les accélérateurs médicaux n’ayant pas une grande ancienneté. De fait, les aspects liés à leur démantèlement commencent juste à être abordés sous l’impulsion des principaux acteurs (exploitants, entités en charge de la gestion des déchets, sociétés en charge des chantiers) compte tenu de la taille du parc actuel.

La connaissance précise de l’activation induite permettra, outre une meilleure gestion des déchets issus du démantèlement des accélérateurs médicaux en définissant les bonnes filières, d’en optimiser les flux vers les différents entreposages ou réutilisations.

Au-delà du besoin exprimé par la communauté en France, ces travaux s’inscrivent dans un contexte plus large au niveau international. Le parc des accélérateurs médicaux dans le monde suit la même tendance croissante qu’au niveau national et les chantiers de démantèlement vont se multiplier les prochaines années. Grâce à ces travaux précurseurs dans le domaine, le LNE-LNHB en proposant une méthodologie précise et fiable pourra renforcer son positionnement à l’international.

• Les travaux proposés auront un impact direct sur les aspects de la gestion des déchets radioactifs issus du démantèlement des accélérateurs médicaux, en assurant la précision adéquate des données qui sont à la base de la prise de décision concernant l’entreposage des pièces radioactives et le recyclage de celles présentant un niveau de radioactivité faible. Des bases de données comprenant les spectres radiologiques des composants des accélérateurs pour les deux principaux fabricants d’accélérateurs médicaux (VARIAN et ELEKTA) seront publiées, après accord des constructeurs.
• Ce projet abordera également les améliorations à apporter au design des futurs accélérateurs de radiothérapie du point de vue de la quantité et la composition des déchets générés par leur fonctionnement. Des solutions alternatives seront proposées pour les compositions des matériaux afin de réduire le niveau de radioactivité induite avec une faible contribution des émetteurs β purs, très difficiles à mesurer contrairement aux émetteurs γ. Les résultats de cette analyse seront rendus accessibles à la communauté incluant les fabricants des accélérateurs et les futurs utilisateurs.
• Les résultats de ce travail donneront accès à une information plus complète permettant un niveau de confiance accru entre les fabricants et les futurs exploitants avec la prise en compte désormais possible des aspects liés à la radioactivité induite et au coût du démantèlement ultérieur, souvent négligés lors de l’acquisition et l’installation d’un nouvel équipement.

• Les travaux concernant les irradiations en champs de neutrons seront potentiellement réalisés en collaboration avec les équipes du CEA-DRF auprès de l’installation NFS du GANIL, et/ou celles LNE-LMDN de l’IRSN auprès de l’installation AMANDE.
• L’objectif premier de ce projet étant de fournir des informations précises et consolidées pour assurer une meilleure gestion des déchets radioactifs dans le cas des accélérateurs médicaux, le LNE-LNHB continuera d’être en contact étroit avec les acteurs nationaux dans le domaine du démantèlement et notamment avec l’Andra (Agence Nationale de gestion des Déchets RAdioactifs).

Lors du traitement de tumeurs par irradiation externe au moyen de faisceaux de photons X de haute énergie produits par des accélérateurs, la dose absorbée à la tumeur est obtenue au moyen de programmes de calcul de planification des traitements. Ces derniers sont « alimentés » par une mesure de dose dans le faisceau de photons de l’utilisateur au moyen de dosimètres étalonnés dans les conditions de référence définies par les protocoles internationaux. Du fait de l’introduction de la technique de Radiothérapie Conformationnelle par Modulation d’Intensité (RCMI) avec des faisceaux de haut débit et plus globalement des nouvelles modalités de traitement avec des photons de haute énergie, les conditions de référence du protocole actuel sont de plus en plus éloignées de celles du traitement. Il est donc nécessaire d’établir de nouvelles références dosimétriques, dans des conditions plus proches de celles utilisées pour ces traitements, en particulier les faisceaux FFF.

Le but de l’étude engagée par le LNE-LNHB est d’établir des références dosimétriques spécifiques pour ces faisceaux en termes de dose absorbée de l’eau par calorimétrie dans l’eau, et d’utiliser les résultats obtenus pour mieux connaître les coefficients d’étalonnage des dosimètres des services de radiothérapie pour ce type de faisceaux.

Cette étude a pour but d’apporter des informations sur la variation du coefficient d’étalonnage de divers types de chambres d’ionisation entre les faisceaux conventionnels et les faisceaux FFF d’un Varian TrueBeam et ainsi d’augmenter les connaissances disponibles à ce sujet.

Partenariat avec le centre régional de lutte contre le cancer d'Angers, ICO - Site Paul Papin.

La participation de la métrologie française au sein de ce projet européen se fait essentiellement au travers de l'extension de la référence nationale aux volumes et débits dynamiques (liquides prélevés ou délivrés) de 600 ml/min jusqu'à 5 nL/min pour des liquides Newtoniens dont le débit varie rapidement, la caractérisation métrologique de dispositifs de délivrance de médicaments pour des débits de 5nL/min à 600 ml/min et la rédaction de guides de bonnes pratiques, procédures d'étalonnage, articles scientifiques, communications des résultats aux comités normatifs idoines. Un système de mesure optique de nano-débit de liquide est en cours de développement.

HTTP://WWW.DRUGMETROLOGY.COM/

• Développement de nouveaux services d'étalonnage qui présentent un intérêt direct pour les communautés d'industriels et d'autres utilisateurs (débits réguliers et des débits à variation rapide, qui seront utiles pour la caractérisation des dispositifs d'administration de médicaments)
• Mise au point de nouvelles méthodes d'étalonnage basées sur l'optique qui auront un impact car ces méthodes seront diffusées à la communauté scientifique dans des publications : ces nouvelles méthodes d'étalonnage seront bénéfiques à la fois pour les laboratoires accrédités et pour les fabricants de dispositifs d'administration de médicaments
• Fourniture de données aux commissions de normalisation pour mettre à jour les normes relatives aux différents types de pompes et les calibrateurs
• Identification et de réduction des erreurs de dosage, dans les dispositifs d'administration des médicaments utilisés pour le traitement et le diagnostic des patients

Batista E., Furtado A., Pereira J., Ferreira M., Bissig H., Graham E., Niemann A., Timmerman A., Ogheard F. et Alves e Sousa J., "New EMPIR project - Metrology for Drug Delivery", 19^e Congrès international de Métrologie (CIM 2019), France, Paris, septembre 2019, DOI: 10.1051/metrology/201915004

Batista E., Furtado A., Pereira J., Ferreira M., Bissig H., Graham E., Niemann A., Timmerman A., Alves e Sousa J., Ogheard F., et Boudaoud A.W., “New EMPIR project – Metrology for Drug Delivery”, Flow Measurement and Instrumentation, Volume 72, 2020.

Ogheard F., Cassette P., et Boudaoud A.W., “Development of an optical measurement method for “sampled” micro-volumes and nano-flow rates”, Flow Measurement and Instrumentation, Volume 73, 2020.

• IPQ (PT)
• CETIAT (FR)
• CMI (CZ)
• DTI (DK)
• METAS (CH)
• NEL (UK)
• NQIS (EL)
• RISE (SE)

Ce projet a pour principal objectif de développer des méthodes de référence et des matériaux de référence certifiés pour la standardisation d’un panel de biomarqueurs (ApoA-I, B, C-I, C-II, C-III, E et Apo(a) ) permettant d’évaluer de manière plus fine que les tests conventionnels le risque des développer des maladies cardio-vasculaires Il est également prévu d’évaluer la valeur ajoutée de ces dosages et plus généralement des méthodes d’analyse avancée de lipoprotéines par rapport aux dosages de lipides.

En 2015, 49 millions de personnes vivaient avec une maladie coronarienne, ce qui implique de surveiller régulièrement leur état de santé à l'aide de biomarqueurs cardiaques dotés de tests médicaux certifiés. Des paramètres importants pour la santé de ces biomarqueurs, ainsi que leurs concentrations respectives et les écarts admissibles, sont définis dans des directives telles que la «Richtlinie der Bundesärztekammer» (directive de l’Association médicale allemande). Les laboratoires cliniques doivent ensuite prouver leur capacité à mesurer ces quantités lors de comparaisons interlaboratoires. Cependant, les résultats de ces comparaisons sont incohérents : par exemple, la comparaison CM4/17 sur la troponine cardiaque (cTn) organisée par l'Institut de référence en bioanalyse a donné un coefficient de variation de 85%. Actuellement, des méthodes de quantification de la cTn sont disponibles, mais aucune méthode de référence ou valeur de référence n’existe. De plus, les méthodes disponibles ne sont ni normalisées ni harmonisées et, dans la plupart des cas, la molécule cible n'a pas été caractérisée en détail.

La Société européenne de cardiologie (ESC) a introduit des lignes directrices sur la prévention, le diagnostic et le traitement des maladies coronariennes telles que l'insuffisance cardiaque aiguë et chronique. Les biomarqueurs tels que le peptide natriurétique pro-cérébral N-terminal (NT-proBNP) sont particulièrement importants pour l'évaluation du statut de l'insuffisance cardiaque. Pour les maladies coronariennes, les directives recommandent, entre autres, le MYO comme biomarqueur indicatif, en plus des tests médicaux standards de cTn. Le MYO dans le sang est un marqueur des dommages musculaires et ne se trouve généralement dans le sang qu'à de très faibles concentrations. Sa fonction de liaison à l'oxygène dans les tissus musculaires striés tels que les muscles cardiaques ou squelettiques est similaire à la fonction de l'hémoglobine dans le sang. Par conséquent, lorsque le muscle cardiaque est endommagé, la concentration de MYO dans le sang augmente. Cependant, comme il est également libéré lors d'autres lésions musculaires, il ne peut servir que de marqueur indicatif. Ainsi, des recherches à propos des variations de concentration de MYO lors de maladies cardiaques sont nécessaires.

Les apolipoprotéines jouent également un rôle important dans le métabolisme des lipides et dans les processus athérosclérotiques et sont des biomarqueurs importants pour l’évaluation du risque de maladie coronarienne. Cependant, à l'heure actuelle, les apolipoprotéines sont principalement mesurées dans des laboratoires cliniques experts et sont rarement utilisées pour le diagnostic en pratique clinique de routine. De plus, ces tests sont sensibles à la matrice et ne sont pas fiables dans certains états pathologiques. La mesure de biomarqueurs cardiaques avec des paramètres quantitatifs d'imagerie par résonance magnétique cardiaque (IRMc) est une nouvelle approche diagnostique. L’IRMc fournit des informations détaillées quantifiables sur la fraction d’éjection coronaire du patient, son volume diastolique final, son volume systolique final, son volume temps-cœur et sa masse cardiaque. Pour les patients atteints de coronaropathie, l'IRMc peut être utilisée pour quantifier l'étendue de l'infarctus aigu du myocarde par analyse volumétrique, ce qui permet de calculer la masse de tissu myocardique abîmé. Par conséquent, la comparaison des résultats de l'IRMc avec différentes techniques de diagnostic présente un grand intérêt pour l'estimation du risque de maladie coronarienne.

Le projet permettra ainsi de développer et documenter des procédures de mesure de référence pour la quantification traçable des protéines telles que la troponine cardiaque (cTn), la myoglobine (MYO), le peptide natriurétique cérébral 1-32, le peptide natriurétique cérébral pro-terminal (NT-ProBNP) et les apolipoprotéines, par spectrométrie de masse moléculaire et élémentaire couplée à diverses techniques de séparation. Ces procédures devront cibler des limites de quantification (LOQ) très basses pour ces biomarqueurs (par exemple, 10 ng / L à 100 ng / L pour cTn).

Des méthodes complémentaires telles que l'imagerie par résonance magnétique cardiaque (IRMc) en combinaison avec la tomographie par ordinateur devront être développées pour déterminer avec précision l'insuffisance cardiaque et la corrélation avec les résultats de l'analyse de biomarqueurs.

Promotion des méthodes développées dans le projet auprès des laboratoires, des fabricants de dispositifs médicaux et des associations médicales.

Réduction du risque de diagnostics incorrects,  du risque de décès de patients et contribution à réduire les coûts de soins de santé.

BAM (Allemagne), LGC (Royaume-Uni), PTB (Allemagne), UME (Turquie), Academisch Ziekenhuis Leiden (Netherlands), Assistance publique – Hôpitaux de Paris (France), Greater Glasgow Health Board (United Kingdom), Inst Cardiometabolisme Nutrition ICAN (France), Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main (Germany), Stiftung für Pathobiochemie und Molekulare Diagnostik (Germany), Uppsala Universitet (Sweden)

Evaluer et améliorer l’exactitude et la comparabilité des dosages de la protéine Tau pour permettre le diagnostic fiable et précoce de la maladie d’Alzheimer.

Les maladies neurodégénératives (MND) sont l’un des problèmes médicaux les plus pressants de notre époque, avec un nouveau cas toutes les 3,2 secondes. De nombreuses MND, en particulier les maladies d’Alzheimer et de Parkinson, sont irréversibles et progressives. Outre leur coût socioéconomique élevé, ils nuisent gravement à la qualité de vie des patients et de leurs aidants. Un diagnostic précoce grâce à la mise en œuvre de programmes de dépistage, à l'identification de facteurs de risque et au développement de traitements modificateurs de la maladie est essentiel pour améliorer la qualité de vie des patients souffrant de MND.

L’objectif du projet est de faire progresser la quantification des biomarqueurs de MND dans les fluides biologiques en utilisant des méthodes peu invasives, pour développer des critères d’évaluation validés centrés sur la personne et axés sur le déclin des fonctions cognitives chez les patients atteints de MND et pour définir des prototypes de référence métrologique pour la cognition.

En 2018, Pfizer a mis fin à ses efforts pour développer de nouveaux médicaments pour les maladies d’Alzheimer et de Parkinson, après de nombreux échecs d'essais cliniques. L'échec de ces essais est à attribuer à divers facteurs, notamment le manque de mesures précises et la faible implication de la cible dans le recrutement.

Les preuves suggèrent que les changements dans le cerveau associés à la maladie d’Alzheimer commencent plus de 20 ans avant l'apparition des symptômes et que le traitement de la maladie est plus efficace lorsqu'il est commencé tôt dans le processus. Bien que les outils et l'expertise permettant d'identifier certains des premiers changements cérébraux existent actuellement, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour affiner ces outils et établir leur précision, avant qu'ils ne puissent être utilisés en clinique.

Le programme Big Data for Better Outcome a été lancé en 2017 en Europe dans le but d'utiliser le Big Data dans le secteur de la santé et de promouvoir les critères d’évaluation centrés sur la personne. Ces dernières années, des progrès considérables ont été accomplis dans le domaine des biomarqueurs de MND dans les fluides biologiques. Deux biomarqueurs ont été approuvés par l'Agence médicale européenne pour des essais cliniques et inclus dans des directives de diagnostic. Des lignes directrices sur l'échantillonnage pré-analytique ont également été élaborées et le premier matériau de référence certifié MND a été introduit en 2017. Malgré tout, il est nécessaire de développer davantage les procédures de mesure de référence pour les biomarqueurs établis de MND, tels que tau, ainsi que de définir des seuils cliniques cibles pour l'identification de biomarqueurs.

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) à 3 Tesla est largement utilisée dans les cliniques pour confirmer le diagnostic du MND et peut fournir des informations précieuses sur la structure du cerveau et les changements dus aux MND. Les utilisations de l'IRM et de la spectroscopie à résonance magnétique (SRM) ont un potentiel élevé pour stratifier les patients atteints de MND aux premiers stades de la maladie, mais jusqu'à présent, la mise en œuvre était limitée par la forte incertitude de mesure et l'amplitude intrinsèque du signal (en particulier pour les neurométabolites) dans des intensités de champ de 3 T.

Ainsi le projet se propose de développer des critères d’évaluation novateurs et validés, centrés sur la personne pour le diagnostic précoce du MND axé sur le déclin des fonctions cognitives chez les patients. L'utilisation potentielle de telles évaluations cognitives dans les programmes de dépistage devrait également être évaluée.

Des protocoles améliorés d'imagerie par résonance magnétique (IRM) et de spectroscopie (MRS) seront développés ainsi que des procédures de mesure de référence utilisant des techniques de résonance magnétique à très haut champ in vivo, afin d'identifier et de quantifier les biomarqueurs chez les patients atteints de MND. En outre, de nouvelles techniques seront développées afin d’augmenter la spécificité des méthodes d’IRM et de MRS pour la discrimination des MND. Par ailleurs, des méthodes validées et des étalons traçables pour la mesure précise des biomarqueurs de MND dans les fluides biologiques (incertitude cible <10%) seront développés. Cela devrait inclure le développement de nouvelles procédures de mesure de référence pour les biomarqueurs établis tels que le neurofilament (diagnostic précoce), les fragments de tau et tau phosphorylé (progression de la maladie) et la définition de seuils cliniques cibles pour l'identification de biomarqueurs.

Adoption de la technologie et de l'infrastructure de mesure par la chaîne d'approvisionnement des mesures, les organismes de normalisation (ISO/TC 212, Fédération internationale de chimie clinique (IFCC) et Comité mixte pour la traçabilité en médecine de laboratoire (JCTLM)) et les utilisateurs finaux (par exemple, laboratoires cliniques, hôpitaux).

LGC (Royaume-Uni), PTB (Allemagne), RISE (Suède), Centre Hospitalier Universitaire Montpellier (France) Charite - Universitaetsmedizin Berlin (Allemagne), Högskolan Kristianstad (Suède), Modus Outcomes SAS (France), Stichting VUmc (Pays-Bas), Universitätsmedizin Greifswald - Körperschaft des öffentlichen Rechts (Allemagne)

Ce projet vise à améliorer la prévention, le diagnostic et la prise en charge du sepsis à travers le développement de méthodes de référence pour le dosage de biomarqueurs. Le développement d’un système de référence pour la procalcitonine permettra d’évaluer et si besoin d’améliorer l’exactitude et la comparabilité des résultats obtenus à partir de différentes méthodes de dosage. Le développement d’une méthode de quantification simultanée de plusieurs biomarqueurs du sepsis permettra d’augmenter la fiabilité, la spécificité et la rapidité du diagnostic du sepsis.

En 2017, l'Assemblée mondiale de la santé et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) ont fait du sepsis une priorité mondiale en adoptant une résolution visant à améliorer, prévenir, diagnostiquer et gérer le sepsis. Le sepsis est une maladie potentiellement mortelle qui survient lorsqu'une réponse inappropriée de l'hôte envers une infection entraîne un dysfonctionnement ou une défaillance de plusieurs organes.

Environ 50 % des patients en soins intensifs le sont pour cause de sepsis, maladie pour laquelle le taux de mortalité est supérieur à 30 %. Le délai avant le diagnostic est le facteur critique dans la prise en charge de la sepsis: la fenêtre permettant d’instaurer un traitement approprié est supérieure à 6 heures.

La survie est également linéairement corrélée au temps écoulé avant le traitement par antibiotiques, et chaque heure de retard augmente les chances de mortalité de 7,6 %, ce qui rend indispensable un diagnostic rapide et fiable. Cependant, la septicémie est facilement confondue avec d'autres maladies, un fait exacerbé par l'absence de tests diagnostiques précis et rapides.

Pour remédier à cela, les nouvelles directives de l’OMS incitent les États membres à promouvoir la recherche sur le diagnostic et le traitement du sepsis, ce qui a conduit à plusieurs initiatives telles que le Forum international sur le sepsis et l’Académie européenne de la sepsis.

Les directives de diagnostic existantes combinent les symptômes et les signes pour estimer la probabilité de septicémie et orienter le choix du traitement. Actuellement, ces méthodes visent à stabiliser les patients tout en les traitant avec des antibiotiques à large spectre basés sur l'hypothèse qu'il existe une cause bactérienne. Pour qu’un patient survive, de telles interventions cliniques doivent être rapides, mais l'état actuel des connaissances signifie que cela doit être fait sans connaissance de l'étiologie microbienne.

Dans des situations cliniques plus difficiles, telles que les soins intensifs, le diagnostic peut être compliqué par une maladie préexistante du patient, ce qui peut le rendre vulnérable à une gamme beaucoup plus large d’agents pathogènes bactériens, viraux et fongiques. De plus, la résistance aux antimicrobiens peut entraver le traitement de la septicémie car les tests actuels ne permettent pas de détecter la résistance suffisamment rapidement.

L'amélioration de la technique dépend de l'amélioration concomitante de la justesse et de la rapidité des tests de diagnostic du sepsis existants, tout en développant la prochaine génération de tests de biomarqueurs et de tests microbiologiques.

Le projet se propose ainsi d’améliorer la traçabilité et l’exactitude des mesures de biomarqueurs (par exemple, protéine C-réactive et procalcitonine) utilisés pour le diagnostic du sepsis. Cela devrait inclure le développement de méthodes validées et de matériaux traçables, ainsi que la définition de plages de référence de biomarqueurs chez les patients présentant un risque de sepsis.

Un cadre métrologique et d'assurance qualité devra être développé pour les méthodes actuelles utilisées pour confirmer l'étiologie microbiologique du sepsis. Cela devrait inclure une évaluation de l'exactitude et de la reproductibilité des méthodes actuelles et la quantification des niveaux cibles de fidélité et de justesse requis pour une prise en charge adaptée des patients.

Les méthodes et les étalons développés permettront aux fabricants de diagnostic in vitro de respecter les exigences de la directive européenne 98/79/CE et du règlement 2017/747 relatives à la traçabilité métrologique des résultats de mesure.

Démonstration de la précision des technologies de diagnostics in vitro pour une utilisation clinique fiable dans les hopitaux.

Faciliter l'adoption de la technologie et de l'infrastructure de mesure développées dans le projet par la chaîne d'approvisionnement des mesures (laboratoires cliniques, hôpitaux), les organismes de normalisation et les utilisateurs finaux.

LGC (Royaume-Uni), METAS (Suisse), MIRS/NIB/FITO (Slovénie), NPL (Royaume-Uni), PTB (Allemagne), Assistance publique – Hôpitaux de Paris (France), Ben-Gurion University of the Negev (Israël), CEA (France), Great Ormond Street Hospital for Children National Health Service Trust (Royaume-Uni), Royal Surrey County Hospital NHS Foundation Trust (Royaume-Uni), Warszawski Uniwersytet Medyczny (Pologne)

Développer une plateforme de caractérisation de la pureté d’étalons primaires qui seront utilisés pour étalonner les méthodes de référence pour différents biomarqueurs. Ces méthodes de références seront utilisées pour produire des matériaux de référence certifiés permettant d’évaluer et d’améliorer la comparabilité des dosages réalisés par les laboratoires de biologie médicale.

La réforme de la biologie médicale de 2013 implique l’utilisation de procédures validées et dont les résultats doivent être raccordés à un étalon national ou international par le biais d’une chaîne ininterrompue de traçabilité métrologique. Actuellement, force est de constater que, contrairement aux autres domaines de la mesure, les résultats des examens de biologie médicale ne sont pas toujours traçables à des références reconnues internationalement (e.g. matériaux de référence certifiés ou méthodes de référence).

Les méthodes de référence permettent de déterminer les valeurs cibles associées aux échantillons de contrôle de qualité envoyés chaque année à l’intégralité des laboratoires de biologie médicale de routine pour évaluer leur performance. En l’absence de valeurs de référence, la valeur cible est une valeur consensuelle correspondant à la moyenne des résultats obtenus par l’ensemble des participants. Ceci conduit donc potentiellement à des erreurs d’interprétation, en particulier dans le cas où la majorité des laboratoires fournirait un résultat éloigné de la valeur vraie. Pour cette raison, le décret du 26 janvier 2016 stipule que les valeurs cibles associées aux échantillons de contrôle utilisés lors des Evaluations Externes de la Qualité (EEQ) doivent être ponctuellement déterminées avec une méthode de référence, lorsqu’elle existe. En lien avec les autorités de santé publique (DGS, ANSM, HAS), les leaders d’opinion et les cliniciens experts des domaines concernés, le LNE a initié depuis 2006 des travaux visant à évaluer et améliorer la fiabilité et la comparabilité des résultats d’analyses de biologie médicale.

Compte tenu du nombre considérable de paramètres mesurés en routine en biologie clinique, il est indispensable de prioriser les biomarqueurs pour lesquels une méthode de référence doit être développée. Les chiffres fournis par la sécurité sociale permettent d’identifier les analyses les plus fréquentes, les plus coûteuses et celles qui sont de plus en plus fréquentes. Afin d’optimiser la pertinence des projets initiés, un accent sera mis sur les biomarqueurs associés aux principales pathologies humaines. La valeur ajoutée d’un apport métrologique (par exemple dans le cas d’un biomarqueur où il existe une importante dispersion inter techniques), les collaborations potentielles avec des équipes hospitalo-universitaires et le lien avec les sociétés savantes permettront également de sélectionner et prioriser les biomarqueurs les plus pertinents pour maximiser la diffusion et l’impact des travaux.

La dissémination de la traçabilité apportée par les méthodes de référence d’ordre supérieur est principalement réalisée à travers les Matériaux de Référence Certifiés (MRC). Ce raccordement métrologique, bien que nécessaire, est insuffisant. En effet, pour ne pas rompre la chaine de traçabilité métrologique, il faut impérativement que les matériaux d’étalonnage soient commutables à des échantillons natifs (c'est-à-dire se comportent comme des échantillons de patients) afin de s’assurer qu’ils ne génèrent pas d’effets de matrice à l’origine de biais. De manière similaire, les échantillons de contrôle qualité ayant pour vocation d’évaluer la justesse des méthodes de routine doivent également présenter un niveau de commutabilité suffisant. En effet, la différence observée entre les résultats d’une méthode de référence et d’une méthode de routine pour un échantillon donné correspond à la somme du biais dû à la méthode et du biais engendré par les effets de matrice dus à l’échantillon. Pour évaluer rigoureusement la justesse des méthodes de routine, il faut donc s’assurer que les échantillons de contrôle soient commutables. Pour cette raison, la commutabilité des MRC produits dans ce projet sera systématiquement évaluée.

Le projet permettra donc de développer une plateforme de caractérisation de la pureté d’étalons primaires pour différents biomarqueurs, et pour certains d’entre eux, des méthodes de référence pour leur quantification et pour caractériser des MRC avec les méthodes ainsi développées. Des intercomparaisons nationales ou internationales seront organisées pour valider les méthodes de référence développées.

Le développement de méthodes de référence et la production de MRC ne prennent de sens que si celles-ci sont implémentées directement en pratique clinique courante et/ou réellement utilisées pour étalonner les méthodes de routine et/ou évaluer leurs performances, ce qui sera également l’objectif de ce projet.

• Fournir aux patients des outils diagnostics plus performants et notamment des nouveaux marqueurs plus pertinents qui permettront d’identifier la pathologie concernée et le traitement le mieux adapté.
• Améliorer la comparabilité des résultats de routine par un raccordement à des références reconnues internationalement.
• Disposer d’outils plus performants pour effectuer le contrôle de qualité des méthodes.
• Identifier la/les méthode(s) de routine ne présentant pas la justesse nécessaire pour permettre un diagnostic et/ou un suivi thérapeutique adéquat.

Abbott, Siemens, Beckman, ADx Neurosciences, AJ Roboscreen, Biomerieux, CDC, CEA Saclay, Children's Hospital Oakland Research Institute, CHU Montpellier, Diasys, Diazyme, ESPCI, EuroImmun, Fujirebio, Groupe de travail IFCC ApoMS, Groupe de travail IFCC CSF Proteins, Groupe de travail IFCC PCT, Hopital de la Pitié Salpetrière, HSA Singapour, IBL, Institut Curie, Leiden University and Medical Center, LipoScience / LabCorp, MSD, NIH, Promise, Quanterix, Quest Diagnostics, Roche, Sun Diagnostics, Thermo Fisher Scientific, Univ Washington, Univ. Uppsala, Univ. Götborg, Univ. of British Columbia, Univ. Pennsylvania, VAP Diagnostics Lab

Développer de nouvelles méthodes de référence et des matériaux de référence certifiés pour l’énumération des différentes sous-classes de lipoprotéines

Les maladies cardio-vasculaires (MCV) représentent la principale cause de mortalité en France comme dans les pays industrialisés. Elles sont essentiellement dues à l’athérosclérose, une pathologie évolutive qui conduit à la formation de plaques qui obstruent les artères. L’athérosclérose est multifactorielle, mais il est bien établi qu’elle est principalement induite par un excès de cholestérol, en particulier le LDL- cholestérol (aussi appelé « mauvais cholestérol).

La quasi-totalité des méthodes et matériaux de référence permettant d’assurer la traçabilité métrologique et la fiabilité des examens relatifs aux anomalies lipidiques portent sur la mesure du cholestérol total et très peu concernent le LDL-cholestérol (une sous-classe de lipoprotéines). Ces méthodes sont pour la plupart basées sur un couplage chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GC/MS) avec mise en œuvre de la Dilution Isotopique pour assurer la traçabilité métrologique à la mole. Pourtant, les recommandations de bonnes pratiques relatives à la « Prise en charge thérapeutique du patient dyslipidémique » publiées en mars 2005 par l’AFSSAPS indiquent que « le LDL-C est un meilleur indicateur du risque coronaire que le cholestérol total ». Il n’existe néanmoins à l’heure actuelle qu’une méthode de référence pour le dosage du LDL-C, la Beta-Quantification, validée il y a plus de 10 ans par le « Center for Disease Control » (CDC, Atlanta, USA). Cette méthode peut être considérée comme obsolète en raison de son manque de spécificité et de son caractère indirect, la concentration en LDL-C étant obtenue à partir de celle du cholestérol total et de celle d’une autre sous-classe de lipoprotéines, les HDL (High Density Lipoprotein).

Il s’avère donc nécessaire de développer de nouvelles méthodes primaires de référence pour quantifier les LDL (Low Density Lipoprotein), qui constituent les principaux transporteurs du cholestérol dans le sang. Les LDL sont des assemblages supramoléculaires de forme sphérique dont la taille varie entre 7 nm et 50 nm, qui peuvent être considérés comme des nanoparticules biologiques. Plusieurs études cliniques ont montré que la dangerosité de ces particules dépend de leur taille, les plus petites étant associées à un risque plus élevé de développer des maladies cardiovasculaires.

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L’objectif de ce projet a été de développer de nouvelles méthodes de référence et des matériaux de référence certifiés (MRC) pour l’énumération des différentes sous-classes de lipoprotéines. Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du projet Européen SIB54 financé dans le cadre de l’EMRP et centré sur l’énumération d’entités biologiques de taille et de natures différentes :

• comptage d’acides nucléiques par PCR (polymerase chain reaction) digitale ;
• énumération de cellules par cytométrie en flux ;
• énumération de particules athérogènes (travaux coordonnés par le LNE).

La principale activité du LNE a consisté à développer une méthode de comptage des lipoprotéines par SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer), une méthode habituellement utilisée pour l’analyse de nanoparticules dans le domaine de la surveillance de la qualité de l’air. Une des étapes clés pour le développement d’une telle méthode réside dans la purification des échantillons biologiques.

Le projet a permis de démontrer que le nombre de particules LDL (LDL-P) et le nombre de particules non HDL (non-HDL-P) sont de meilleurs prédicateurs du risque de développer une maladie cardiovasculaire que le LDL-C et une cible complémentaire précieuse pour la thérapie.

En outre, il a été démontré que, pour les lipoprotéines plus petites, le risque de MCV est plus élevé : en plus de la concentration en lipoprotéines, il est donc utile de mesurer la taille des lipoprotéines pour obtenir les données les plus complètes sur le risque de MCV.

Pour répondre au besoin de chaînes de traçabilité dans le domaine des tests avancés de lipoprotéines, des normes appropriées et des méthodes de référence capables de décrire avec précision le profil des lipoprotéines et de fournir de nouvelles informations sur l'évaluation des risques de MCV sont nécessaires. À cette fin, le LNE a mis au point avec succès une plateforme d'analyse de lipoprotéines par ES-DMA (Electrospray-differential mobility analysis) dans le but d'évaluer le potentiel de cette technique à être reconnue comme méthode de référence principale pour le dénombrement absolu des lipoprotéines.

L’organisation d’une inter-comparaison sur les différentes techniques de dénombrement des lipoprotéines a permis de bâtir un réseau de laboratoires experts en analyse de lipoprotéines qui ont émis le souhait que le LNE continue à coordonner les activités relatives à la standardisation des mesures de lipoprotéines à l’échelle mondiale.

Par ailleurs, la méthode de dénombrement de lipoprotéines par SMPS développée au LNE a été validée mi-2016. Néanmoins, la caractérisation de cette méthode développée a montré que celle-ci souffre d’un certain nombre de limitations compromettant sa reconnaissance comme méthode de référence primaire. Malgré cela, cette méthode apporte des informations supplémentaires par rapport aux autres méthodes existantes et pourrait être utilisée avec succès dans un contexte clinique (analyse de cohortes) plutôt que métrologique (établissement de chaines de traçabilité).

Le projet a ensuite consisté à évaluer la comparabilité des dosages par ES-DMA et par d’autres techniques d’analyses avancées de lipoprotéines permettant de déterminer la concentration en nombre de lipoprotéines (RMN, LC/MS/MS, immuno-néphélométrie, etc…). Certaines méthodes ont été appliquées avec succès à l’analyse de cohortes de patients dans le cadre d’essais cliniques (notamment la RMN et l’ES-DMA) mais les résultats obtenus sont parfois discordants. Cette situation est non seulement due au fait que ces différentes méthodes reposent sur des principes physiques différents et ciblent des mesurandes différents.

Aussi, il est apparu nécessaire de comparer les résultats de ces différentes méthodes. Avec le soutien des leaders d’opinion du domaine, les partenaires industriels (Quest Diagnostics, Quantimetrix, Atherotech, LabCorp, LipoScience, Pacific Biometrics) et certains laboratoires académiques (NIH, CDC, Univ Washington, Univ Leiden, CHORI), l’organisation d’une intercomparaison internationale a permis de bâtir un réseau de laboratoires experts en analyse de lipoprotéines. Les résultats ont confirmé que la comparabilité des différentes méthodes de dosage du non-HDL-P était perfectible (CV inter-techniques d’environ 12%).

Ces travaux ont donné lieu à la création d’un nouveau groupe de travail de l’IFCC sur la standardisation des apolipoproteines. Enfin, une collaboration avec l’hôpital de la Pitié Salpetrière et l’Institut Hospitalo-Universitaire cardiométabolique ICAN a eu lieu, pour déterminer si les techniques d’analyse avancée de lipoprotéines permettent de personnaliser le traitement en fonction du profil lipoprotéique des patients et ce d’une manière plus fine que les biomarqueurs conventionnels. Les résultats ont montré que l’analyse avancée de lipoprotéines permet de mieux stratifier les patients.

- Proposition d’une nouvelle méthode primaire permettant d’évaluer plus finement le risque de développer des maladies cardio-vasculaires

- Fiabilisation du diagnostic

Comparability of lipoprotein particle number concentrations across ES-DMA, NMR, LC-MS/MS, immunonephelometry and VAP: In search of a candidate reference measurement procedure for apoB and non-HDL-P standardization. Delatour V, Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Marcovina S, Hoofnagle AN, Kuklenyik Z, Caulfield MJ, Otvos JD, Krauss RM, Kulkarni KR, Muniz N, Contois JH, Remaley AT, Vesper HW, Cobbaert CM and Gillery P Clin Chem, 2018;64(10):1485-1495. doi: 10.1373/clinchem.2018.288746

Apolipoprotein B measurement: Need for standardization Contois JH, Delatour V J Clin Lipidol 2018;12(2):264-265 doi.org/10.1016/j.jacl.2018.02.017

Establishing SI-Traceability of Nanoparticle Enumeration Techniques: A Case Study on Electrospray Differential Mobility Analysis Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Gillery P, Delatour V.J Anal Bioanal Tech 2017, 8:4 doi: 10.4172/2155-9872.1000370

Advanced lipoprotein testing for cardiovascular diseases risk assessment: a review of the novel approaches in lipoprotein profiling. Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Gillery P, Delatour V. Clin Chem Lab Med. 2017;55(10):1453-1464. doi: 10.1515/cclm-2017-0091.

Absolute Quantification of Bionanoparticles by Electrospray Differential Mobility Analysis: An Application to Lipoprotein Particle Concentration Measurements. Clouet-Foraison N, Gaie-Levrel F, Coquelin L, Ebrard G, Gillery P, Delatour V. Anal Chem. 2017;89(4):2242-2249. doi: 10.1021/acs.analchem.6b02909

Mai 2019 : Congrès IFCC, Barcelone (Espagne): Standardization of advanced lipoprotein testing: the BioSITrace project

Juillet 2018 : Congrès AACC, Chicago (USA) : BioSITrace crossplatform comparison of lipoprotein enumeration methods : towards standardization in advanced lipoprotein testing?

Mai 2019 : Congrès IFCC, Barcelone (Espagne): Standardization of advanced lipoprotein testing: the BioSITrace project

Avril 2017 : Spring Symposium of the Korean Society for Clinical Laboratory; Daejeon, Corée du Sud Laboratory test standardization in clinical chemistry

Aout 2016 Congrès AACC, International Lipoprotein Standardization Forum, Philadelphie (USA). BioSITrace crossplatform comparison of lipoprotein enumeration methods : towards standardization in advanced lipoprotein testing?

Décembre 2015  JCTLM stakeholders meeting, Sevres: Traceable lipoprotein counting for CVD risk assessment

Annual meeting of American Association for Clinical Chemistry, “Development of new reference methods and standards for advanced lipoprotein testing : is measurement traceability achievable?”, V. Delatour, Houston, Etats-Unis, Juillet 2013

LGC (GB), PTB (DE), INRIM (IT), NIB (SL), TÜBITAK (Turq.) LipoScience, Quest Diagnostics, TSI, Maine Standards