Biomarqueur

Un biomarqueur est une caractéristique biologique mesurable liée à un processus normal ou non^[1].

• Dans le domaine de l'écologie, un biomarqueur permet de détecter la présence de polluants dans l'environnement et l'impact de certaine pratique. Ca peut être par exemple le nombre de poisson dans un lac, la quantité de lichen sur les arbres d'une forêt ou la couleur du pelage des animaux.
• Dans le domaine médical, un biomarqueur peut être utilisé pour le dépistage médical (recherche d'une maladie dans une population), le diagnostic (caractérisation d'une maladie chez un individu), la réponse à un traitement médical, la rechute après un traitement, la toxicité d'une molécule.
  Le biomarqueur est alors le plus souvent une protéine (dosable dans le sang ou la présence d'une molécule dans l'urine).

En écologie^[2]

Types de biomarqueurs

Le principe de l'utilisation d'un « biomarqueur » est de rechercher la signature biologique de l'impact (actuel ou passé) ou de la présence d'un xénobiotique dans l'organisme, ou de l'effet induit d'un changement ou stress environnemental (ex : pollution thermique, pollution lumineuse induisant, déshydratation, perturbateur endocrinien..), et non la mise en évidence directe de la cause

Les biomarqueurs peuvent aussi révéler un évènement (contact avec un toxique ou pathogène) passé;

Exemple de biomarqueur

L'activité enzymatique EROD chez certains poissons (cyprinidés) a été proposée comme biomarqueur de la présence de certains polluants (HAP, PCB et dioxines) dans l'environnement aquatique de cours d'eau français, qui pourraient ainsi être suivis ponctuellement (pour vérifier si une pollution accidentelle a eu des impacts par exemple) ou en utilisant ces poissons comme sentinelles à long terme (analyse en routine). Ceci nécessite cependant préalablement d'avoir vérifié que le biomarqueur est bien spécifique de ces polluants et de connaître son expression chez des poissons en bonne santé, toute l'année, dans un environnement pas ou peu pollué par ces produits^[3].

En médecine

La puce à ADN est un outil qui pourrait encourager l'utilisation de biomarqueurs

Historique de quelques biomarqueurs

• En 1848, la chaine légère de l'immunoglobuline est identifiée comme étant présente chez 75% des patients atteint d'un myélome (Protéine de Bence-Jones).
• Dans les années 60, découverte de l'alpha-fœtoprotéine et de l'antigène carcino-embryonnaire comme marqueurs de cancer.
• Dans les années 80, découverte du CA 125 comme marqueur dans le cancer de l'ovaire et de l'antigène prostatique spécifique dans le cancer de la prostate.

La recherche de biomarqueurs

Quelques petites remarques sur l'utilisation du terme "clinique" et ses différentes utilisations :

• Pour un test, "clinique" signifie que le test est utilisable en routine. Idéalement, ce test doit être peu couteux, peu invasif, ne doit pas nécessiter un appareillage lourd et doit être relativement rapide.
• Pour une étude, "clinique" signifie que l'étude est réalisée sur des patients et non sur des modèles expérimentaux (animaux, cellules en culture). Une étude "préclinique" désigne une étude faite sur des échantillons de patients, collectés en général lors d'un examen de routine et conservés à des fins de recherche.
• Pour une maladie, "clinique" signifie que des symptômes sont visibles lors d'un examen de routine, par exemple lors d'une consultation chez son médecin traitant (douleurs, rougeurs, masses palpables, etc.) La maladie est "préclinique" ou asymptomatique avant l'apparition des premiers symptômes.

La découverte de nouveau biomarqueurs est souvent lié au développement d'une nouvelle technologie, par exemple, l'alpha-fœtoprotéine et de l'antigène carcino-embryonnaire après le développement des techniques immunologiques. Actuellement, des techniques telles que les biopuces ou la protéomique semblent offrir de nombreuses perspectives^[4].

Le EDRN^[5] recommande un processus en 5 étapes pour le développement d'un biomarqueur^[6] :

1. Phase exploratoire de recherche de biomarqueurs candidats lors d'une étude préclinique sur quelques dizaine ou centaine de patient comparant un groupe "malade" vs un groupe "sain".
2. Développement d'un test clinique reproductible sur un échantillon représentatif de la population ciblée.
3. Etude clinique rétrospective permettant de valider la capacité du biomarqueur à détecter la maladie en phase préclinique (c'est-à-dire avant l'apparition des symptômes).
4. Etude clinique prospective à long terme sur la population ciblée pour déterminer l'utilité du biomarqueur.
5. Etude prospective à long terme pour valider le biomarqueur.

Valider un biomarqueur reste un processus long et complexe, ce qui explique leur faible nombre en routine. Pour faciliter l'utilisation des biomarqueurs en cours de développement dans des études cliniques, le centre d'Oxford EBM^[7] a décrit une classification des biomarqueurs en fonction de leurs niveau de preuve^[8] :

1. (Plus haut niveau de validation) : biomarqeur validé par une étude clinique prospective randomisée sur la population et sur le long terme.
2. biomarqueur validé par une étude prospective sur un échantillon de la population.
3. biomarqueur validé par une étude rétrospective sur un échantillon représentatif de la population.
4. biomarqueur validé par une étude rétrospective sur un échantillon non représentatif de la population.
5. (Plus faible niveau de validation) : biomarqueur validé en laboratoire uniquement.

Recherche

Les biomarqueurs suscitent un intérêt croissant.
Par exemple, en Allemagne pour mieux détecter les signes prédictifs ou précoces de certaines maladies (cancer (Vessie et foie), Alzheimer ou Parkinson), le Land de Rhénanie du Nord-Westphalie (RNW) a proposé 37 millions d'€ pour créer un « Centre de recherche sur les protéines » dit PURE (Protein Research Unit Ruhr within Europe) à Bochum (Campus-Santé RNW de l'Université de la Ruhr)^[9].

Notes et références

1. ↑ (en) Biomarkers working group, « Biommarkers and surrogate endpoints: preffered definition and conceptual framework », dans Clin. Pharmacol. Ther., vol. 69, 2001, p. 89-95 
2. ↑ Jean-Claude Amiard, Claude Amiard-Triquet, coord., « Les biomarqueurs dans l'évaluation de l'état écologique des milieux aquatiques », Ed Tec & Doc, lavoisier, 2008, 978-2-7430-1017-1
3. ↑ Mesure d'un biomarqueur de pollution chez des poissons d'eau douce. Validation et optimisation Measurement of a pollution biomarker for freshwater fish. Assesment and optimisation, FLAMMARION 126 pages, Coll. Études du Cemagref, série Gestion des milieux aquatiques n° 15 (ISBN 2-85362-521-4) (Voir)
4. ↑ Kulasingam V, Diamandis EP, « Strategies for discovering novel cancer biomarkers through utilization of emerging technologies », dans Nature Clinical Practice Oncology, vol. 5, n^o 10, août 2008, p. 588-599  pdf
5. ↑ Early Detection Research Network, qui peut se traduire par Réseau de recherche sur la détection précoce, du NCI (National Cancer Institut, l'institut américain du cancer)
6. ↑ (en) Pepe MS, Etzioni R, Feng Z et al., « Phases of biomarkers development for early detection of cancer », dans J Natl Cancer Inst, vol. 93, 2001, p. 1054-1061 
7. ↑ Evidence Based Medecine, signifiant médecine basée sur les faits.
8. ↑ « Levels of evidence », dans BJU Int, vol. 101, 2008, p. 150 
9. ↑ BE Allemagne N°466 (2010/01/15) Ambassade de France en Allemagne / ADIT

Voir aussi

• Marqueur tumoral
• Bio-indicateur