De nombreux chercheurs ont identifié l’impact potentiel des biomarqueurs sanguins cliniquement utiles associés au TC sur la prise en charge des patients dans le SU
De nombreux chercheurs ont identifié l’impact potentiel des biomarqueurs sanguins cliniquement utiles associés au TC sur la prise en charge des patients dans le SU
Dans un article de synthèse approfondi paru dans la publication Proteomics – Human Diseases and Protein Functions, Exploring the Role of Biomarkers for the Diagnosis and Management of Traumatic Brain Injury Patients, le Dr Papa aborde les différents avantages potentiels des biomarqueurs pour le TC. Ces avantages pourraient inclure l’amélioration de la stratification des patients selon la gravité des lésions ; la détection de micro-lésions cérébrales indétectables au scanner ; l’amélioration de l’évaluation des patients en état d’ébriété, inconscients, sous sédation ou polytraumatisés ; et l’identification des patients susceptibles de souffrir de séquelles à long terme1.
Dans un article publié en 2019 dans la revue The Lancet Neurology, Yue et alii suggèrent que l’utilisation de biomarqueurs pourrait améliorer le délai et la précision du diagnostic, et orienter les stratégies de traitement et de surveillance2.
L’impact potentiel de l’utilisation de biomarqueurs dans la prise en charge de patients potentiellement atteints de TC fait l’objet d’une description plus détaillée par Bazarian et al. Dans un article de 2018 paru dans The Lancet Neurology, les chercheurs affirment que jusqu’à un tiers des scanners cérébraux effectués dans le cadre de soins critiques pour évaluer le TC pourraient être évités, avec un taux de faux négatifs très faible. De plus, l’utilisation clinique de biomarqueurs permettrait de réduire le nombre de scanners cérébraux inutiles ainsi que l’exposition aux rayonnements et le coût qui leur sont associés3.
Dans un article publié en 2018 dans The Western Journal of Emergency Medicine, Michelson et al soutiennent que la réduction des scanners inutiles dans les services d’urgence pourrait améliorer les performances du SU, accélérer la mise en place de la sortie des patients et réduire la durée du séjour4.
Korley et al soulignent combien il est important de transformer la prise en charge des TC grâce à l’amélioration du diagnostic. Dans un article publié en 2015 dans The Journal of Head Trauma Rehabilitation, les auteurs affirment que « … la nécessité de nouveaux diagnostics pour optimiser la précision, l’efficacité et la rentabilité de l’évaluation [des TC] constitue un enjeu de santé publique majeur5. »
Les TC affectent différentes voies physiopathologiques du système nerveux central. Les dosages de biomarqueurs cérébraux peuvent détecter des protéines spécifiques du cerveau et fournir des informations quantitatives objectives permettant de faciliter l’évaluation des TC.
« À la suite d’un traumatisme crânien, les cellules endothéliales cérébrovasculaires subissent souvent des déformations mécaniques, ainsi que des lésions de cisaillement, qui entraînent une augmentation de la perméabilité des jonctions serrées et une fuite de molécules à travers la barrière hématoencéphalique. Théoriquement, ces événements peuvent provoquer une augmentation des concentrations de molécules dérivées du SNC dans le sang et des molécules dérivées du sang dans le LCR6. »
– Zetterberg, Blennow
Pour que les biomarqueurs aient une valeur diagnostique dans le SU, certaines caractéristiques sont considérées comme essentielles7,8.
Les niveaux de biomarqueurs doivent être détectables dans le sang périphérique peu de temps après l’apparition de la lésion
La sensibilité du biomarqueur doit être suffisamment élevée pour détecter les lésions légères
Les niveaux élevés de biomarqueurs doivent être spécifiques au traumatisme crânien
Restez au fait de la recherche sur les biomarqueurs.
Il a été démontré que l’hydrolase C-terminale de l’ubiquitine (UCH-L1), une protéine impliquée dans le métabolisme de l’ubiquitine, est présente en grande quantité dans le sérum peu de temps après un traumatisme crânien. Des augmentations de l’UCH-L1 sanguine ont été détectées dans le sérum de patients atteints de TC légers et modérés dans l’heure suivant la blessure9. Les taux mesurés dans les 4 heures suivant la blessure étaient significativement plus élevés chez les personnes présentant des lésions dues à un TC au scanner que chez celles dont l’aspect intracrânien était normal au scanner9. Il a été démontré que les taux sanguins d’UCH-L1 permettent de distinguer les patients présentant un TCL des patients sans traumatisme crânien9. Les taux d’UCH-L1 étaient beaucoup plus élevés chez les patients qui nécessitaient une intervention neurochirurgicale9.
La capacité de classification pour la détection des lésions intracrâniennes au scanner à un seuil de détection d’UCH-L1 de 0,09 ng/mL a révélé une sensibilité de 100 % (IC à 95 % entre 88 et 100), une spécificité de 21 % (IC à 95 % entre 13 et 32) et une valeur prédictive négative de 100 % (entre 76 et 100)9.
L’énolase spécifique des neurones (NSE) est une enzyme présente dans les corps cellulaires neuronaux de tout le système nerveux. Il a été démontré qu’elle est présente en grande quantité dans le sérum après un traumatisme crânien9. Plusieurs rapports décrivent l’utilité de la NSE comme marqueur de lésion neuronale9-11;Parmi les inconvénients signalés en ce qui concerne l’utilisation de la NSE comme marqueur spécifique du TC, on peut citer son expression abondante dans les globules rouges8, ce qui a incité les chercheurs à utiliser une correction d’hémolyse lors de la mesure de la NSE dans le sang12.
Une étude a examiné la performance de la concentration sérique de NSE dans les 3 heures suivant la lésion pour l’identification des lésions intracrâniennes dans le TC léger et a constaté une sensibilité de 56 %, ainsi qu’une spécificité de 77 %13.
La protéine acide fibrillaire gliale (GFAP),, une protéine structurale des astrocytes, a été détectée dans le sérum quelques heures après un traumatisme crânien10. De plus, il a été démontré que la GFAP permet de distinguer de façon fiable les patients ayant subi un TCL des patients sans traumatisme crânien10. Les taux sanguins de GFAP étaient élevés chez les patients présentant des anomalies intracrâniennes traumatiques au scanner par rapport aux patients sans lésions10. La GFAP pourrait également servir à déterminer les patients nécessitant une intervention neurochirurgicale10.
La capacité de classification pour la détection des lésions intracrâniennes au scanner à un seuil de détection de GFAP-BDP de 0,035 ng/mL a révélé une sensibilité de 97 % (IC à 95 % entre 82 et 100), une spécificité de 18 % (IC à 95 % entre 11 et 28) et une valeur prédictive négative de 94 % (IC à 95 % entre 68 et 100)10.
La protéine B qui se lie au calcium S100 (S100β) est une protéine de liaison au calcium très abondante dans les astrocytes du cerveau. Plusieurs études ont établi une corrélation significative entre des taux sanguins élevés de S100β et des anomalies au scanner cérébral14-16 Des taux sériques élevés de S100β ont été associés à une incidence accrue du syndrome post-commotionnel et à une altération transitoire des facultés cognitives après un traumatisme14,17. Lors de l’évaluation de la durée des taux élevés de S100β, les valeurs ont diminué plus de 6 heures après la lésion18.
La S100β présente l’inconvénient d’être peu sensible (61 %) et d’avoir une spécificité médiocre (77 %)19, ce qui est susceptible de limiter son utilité clinique en situation d’urgence7 Des taux de S100β élevés ont été détectés chez des patients présentant des fractures et d’autres lésions extracrâniennes20-22. En outre, divers types d’activités physiques affectent les concentrations de S100β chez des athlètes apparemment en bonne santé23. La couleur de la peau semble également avoir une influence sur les concentrations de S100β, ce qui, selon les auteurs de l’étude, pourrait être lié à une expression accrue de cette protéine par les mélanocytes sains23,24.
Les taux de protéine Tau clivée (c-Tau) dans le liquide céphalorachidien (LCR) sont significativement élevés à la suite d’un TC ; cependant, les taux de c-Tau dans le sang périphérique ne permettent pas d’établir de corrélation avec la présence de lésions traumatiques au scanner. Ce phénomène est susceptible de limiter son utilité dans le diagnostic du TCL au SU11,12.
Les taux de produit de dégradation de la spectrine (SBDP) sont élevés dans le sang périphérique pour les TC modérés et graves, mais on n’observe pas cette augmentation dans les mélanocytes issus de patients présentant un TCL.25
Les patients atteints de TCL présentaient une augmentation significative des taux sériques de neurofilaments hyperphosphorylés (p-NF) aux jours 1 (P < 0,001) et 3 (P < 0,001),25 ques de neurofilaments hyperphosphorylés (p-NF) aux jours 1 (P < 0,001) et 3 (P < 0,001)25. Cependant, un décalage de 6 heures entre l’apparition de la lésion et l’augmentation dans le sang des taux de p-NF peut limiter l’utilité de ce biomarqueur comme outil de diagnostic en soins critiques de courte durée7.
Un nombre croissant de recherches ont montré que certains neurobiomarqueurs sanguins ont une plus grande utilité clinique que d’autres. Parmi ceux-ci, on trouve trois biomarqueurs largement étudiés et associés au TC : la S100β et la GFAP dans l’astrocyte, et l’UCH-L1 dans les neurones.
S100β :
GFAP et UCH-L1
« Les neurobiomarqueurs les plus prometteurs semblent
être la GFAP et l’UCH-L1, car leurs taux augmentent de façon
significative dans le sang périphérique peu de temps après la lésion
et ces taux ne sont pas affectés en cas de traumatisme
autre que le traumatisme crânien7. »
-Jones et al.
Adapté de Papa et al. JAMA Neurol. 20166
References:
1. Papa L. Exploring the role of biomarkers for the diagnosis and management of traumatic brain injury patients. INTECH Open Access Publisher. 2012. Available at: https://www.intechopen.com/books/proteomics-human-diseases-and-protein-functions/exploring-the-role-of-biomarkers-for-the-diagnosis-and-management-of-traumatic-brain-injury-patients. [Accessed Sept 19, 2018].
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