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Institut national
de la santé et de la recherche médicale
Les collections de ressources
biologiques humaines
Institut national
de la santé et de la recherche médicale
Repères
COLLECTION
FÉVRIER 2005
Les collections de ressources biologiques humaines rassemblent des échantillons de sang, de cellules ou de
tissus. Formidables outils pour les équipes de recherche, elles offrent de nouvelles perspectives d'avancées pour
améliorer la santé. Elles ont pour vocation de répondre à des attentes fortes tant individuelles que collectives,
et parfois contradictoires. Repères vous invite à faire le point.
P. 4Les collections, grands instruments
de la recherche biomédicale
P. 8 La pratique, entre principes et réalité
P.15 Les centres de ressources
biologiques, un futur en construction
P.18 Évolution des collections :
de nouveaux équilibres à trouver
P. 22 Textes et références

Repères
COLLECTION
FÉVRIER 2005
Repères, collection de dossiers scientifiques
réalisée par le Département de l’information
scientifique et communication de l’Inserm,
est destiné à tous ceux et celles qui travaillent
au sein de l’Institut. Il s’adresse aussi à toutes
les personnes concernées par la recherche
biomédicale.
Repères se propose d’explorer des
problématiques actuelles pour donner à
chacun des «repères» scientifiques, mais aussi
historiques, éthiques, économiques et juridiques.
Repères permet de mieux situer les enjeux
et les interactions entre science et société,
d’appréhender la diversité des approches
scientifiques et des opinions, tout en donnant
une large place aux travaux conduits à l’Inserm.
L’Inserm est le seul organisme public
français entièrement dédié aux recherches
biologique, médicale et en santé des
populations. Ses chercheurs ont pour vocation
d’étudier toutes les maladies humaines,
des plus fréquentes aux plus rares.
Ses recherches s’inscrivent dans un large
continuum, de la cellule à l’homme,
de l’individu aux grandes populations. Fort
d’une communauté scientifique, médicale et
technique de plus de 13000 personnes (dont
6500 salariés Inserm) et de 360 laboratoires
répartis dans toute la France, l’Inserm est
implanté dans les hôpitaux et les universités.
Acteur pivot de la recherche biomédicale, il
est placé sous la double tutelle des ministères
en charge de la Recherche et de la Santé.
Les collections de ressources
biologiques humaines

REPÈRES
Collections de ressources biologiques humaines
Les collections des ressources biologiques
humaines rassemblent des tissus ou des cellules,
échantillons précieux de par leur origine humaine,
qui donnent souvent accès à l'information
génétique des personnes donatrices. Les progrès
technologiques gigantesques tant en biologie
cellulaire et moléculaire, qu'en informatique,
ont permis à ces collections de devenir des outils
incontournables dans le domaine de la recherche
biomédicale et en santé et constituent aujourd'hui
un enjeu majeur pour son développement. Elles
impliquent une structuration forte, des budgets et
des personnels adaptés et doivent intégrer de réelles
contraintes techniques, juridiques et éthiques.
Protections des personnes et valorisation de ces
ressources doivent en effet répondre aux attentes
légitimes de tous ceux qui contribuent par leurs
dons à la constitution de ces collections.
Les collections, grands instruments de la recherche biomédicale
La pratique, entre principes et réalité
Les centres de ressources biologiques, un futur en construction
Évolution des collections : de nouveaux équilibres à trouver
Textes et références
p. 4
p. 8
p. 15
p. 18
p. 22
Les équipes de l'Inserm se sont engagées en grand
nombre dans la création de collections. L'Institut
a pris plusieurs initiatives pour favoriser leur
développement, garantir qualité et sécurité. Il s'est
fortement impliqué dans l'émergence du concept
de Centres Ressources Biologiques, initié par
l'OCDE et le ministère en charge de la Recherche.
L'Inserm, à travers ce numéro de Repères,se
propose de faire le point sur ces collections, leur
utilité et les évolutions profondes qui sont en jeu.
Comme dans les numéros précédents, la parole
est donnée aux différents acteurs concernés
–chercheurs, cliniciens, associations de malades et
spécialistes – qui témoignent ainsi des attentes mais
aussi des questions posées par le développement
et la structuration de ces nouveaux « outils ».
Christian Bréchot
Directeur général

4
I
REPÈRES Collections de ressources biologiques humaines
Les collections, grands instruments
de la recherche biomédicale
Rassembler des objets pour leur valeur documentaire est
une pratique scientifique ancienne. En recherche médicale,
l’approche globale du malade s’est enrichie d’une étude
plus focalisée sur ses tissus et ses cellules. Il faut pour cela
disposer d’éléments détachés du corps humain. Vont ainsi
se constituer des collections de matériel biologique humain
rare et précieux. Le défi est d’associer des échantillons
biologiques de faible volume au grand nombre d’informa-
tions décrivant l’état de santé du donneur, informations
sans lesquelles le matériel biologique est de peu d’intérêt.
De plus ces collections doivent s’inscrire dans la durée et
être accessibles aux scientifiques pour permettre leur
valorisation.
De la collecte de données à la collection
d’échantillons biologiques…
À l’origine, des collections ont été constituées notamment
par les épidémiologistes, les anatomopathologistes et les
généticiens des populations.
Les bases de l’épidémiologie descriptive, jetées à l’aube du
XX
e
siècle, avec notamment la création de premiers registres
recensant les cas de maladies par zone géographique,
préfigurent les grands registres actuels (cancer…). Après-
guerre apparaissent les premières études de cohortes,telles
que celle conduite auprès de 5 000 résidents de la ville
de Framingham (États-Unis) dans le domaine cardio-
vasculaire. Les participants à cette cohorte se prêtent à un
questionnaire, à un examen clinique détaillé, à un électro-
cardiogramme… Mais également à un prélèvement de sang,
collecté pour des mesures de paramètres tels que le taux de
cholestérol sanguin.C’est le début,pour les épidémiologistes,
des collections d’éléments biologiques à grande échelle.
Par ailleurs, depuis longtemps, les anatomopathologistes
réservaient des pièces opératoires pour affiner le diagnostic
et participer à des recherches médicales.Avec les progrès de
la biologie, l’étude des marqueurs biologiques devient
une étape majeure. Elle répond à de nombreux besoins,
qu’il s’agisse de caractériser une pathologie, de repérer
ses signes précoces, d’évaluer l’exposition à des facteurs
environnementaux ou alimentaires, de rechercher des
facteurs de susceptibilité, en particulier génétiques…
La mise en place d’une collection qui associe échantillons
biologiques (sang, tissus, urine, ADN...) à une description
clinique des personnes prélevées se révèle un instrument
puissant pour comparer les statuts biologiques avant et après
la déclaration d’une pathologie, analyser les évolutions des
différents paramètres ou tester des hypothèses nouvelles
sur des prélèvements anciens.
L’essor des collections dans un contexte
d’avancées scientifiques
Ces dernières années,les activités de stockage d’échantillons
biologiques se sont beaucoup amplifiées grâce à deux
évolutions majeures pour la recherche biomédicale : les
formidables développements de l’informatique (puissance
de calcul, capacité de stockage) et les nouvelles techniques
de biologie moléculaire. Ainsi l’amplification par PCR
(Polymerase Chain Reaction) de l’ADN présent dans les
échantillons permet de compenser la petite taille de
l’échantillon pour détecter des mutations.
La qualité des études dépend largement des données
associées aux échantillons : informations personnelles (âge,
Au fil de l’histoire, les collections de ressources biologiques humaines se
sont affirmées comme des outils incontournables en recherche biomédicale…
Plus récemment, un changement d’échelle et une professionnalisation des
collections se sont amorcés avec les avancées de la génétique et de la bio-
informatique. Cette mutation dans les outils mis à disposition de la recherche
biomédicale suscite une vaste réflexion éthique et juridique…
INSERM U508, U558, U258
PRIME EN BANQUE ET INFARCTUS
Les centres français de Lille, Strasbourg, Toulouse, puis Paris,
impliqués dans le programme européen Monica de surveillance
des maladies cardiovasculaires, mené sous l’égide de l’Organisation
mondiale de la santé, se sont associés au centre de Belfast (Irlande
du Nord) pour une étude prospective sur l’infarctus du myocarde :
l’étude Prime. Une cohorte de 10000 hommes âgés de 50 à 59 ans,
a priori sains, a été constituée de 1991 à 1993. Coordonnée à Lille par
l’équipe de Philippe Amouyel (U508 Inserm, Institut Pasteur), la banque
comporte 240000 échantillons de plasma et de sérum, l’ADN ayant
été extrait sur une partie de la banque. Différents paramètres sont
analysés en liaison avec les événements cardiovasculaires : fractions
lipidiques, facteurs de coagulation, interleukines, marqueurs génétiques,
antioxydants et vitamines, hormones, paramètres de la glycémie.
Le suivi sur cinq ans a confirmé le rôle de l’inflammation dans les
maladies coronaires. L’analyse sur dix ans devait être validée fin 2004.
ÉPIDÉMIOLOGIE
Analyse quantitative des
circonstances d’apparition
de pathologies dans
des groupes de population;
étude des facteurs
qui interviennent
dans leur incidence,
leur distribution et
leur évolution, et mise
en œuvre de ce savoir
dans la prévention et
dans la prise en charge.
REGISTRE
Recueil continu, exhaustif,
des cas standardisés
d’une maladie dans une
ère géographique définie.
COHORTE
Ensemble de personnes
incluses en même temps
dans une étude et qui
vont être suivies pendant
plusieurs années.
Étude prospective,
programmée dans le
temps qui vise à évaluer
l’évolution de l’état de
santé d’une population
par le suivi de paramètres
cliniques ou biologiques,
avec ou sans intervention,
avant et après l’apparition
de pathologies.
Erratum : voir dernière page

REPÈRES
Collections de ressources biologiques humaines
5
sexe, profession, mode de vie et alimentation, origine de la
population ou données généalogiques…),données cliniques
et biologiques… Elles sont nécessaires pour observer la
survenue et l’évolution des maladies ou des caractères
étudiés. Les systèmes informatiques sont maintenant
capables de stocker et traiter un nombre toujours croissant
de données.
L’essor des collections est aussi dû aux progrès des
techniques de recueil, de transport et surtout de conser-
COLLECTION
«Collection d’échantillons
biologiques humains»
désigne, au sens du code
de la Santé publique,
la réunion, à des fins
scientifiques, de
prélèvements biologiques
effectués sur un groupe
de personnes, sélectionnées
en fonction des
caractéristiques cliniques
ou biologiques d’un ou
plusieurs membres du
groupe, ainsi que des
dérivés de ces
prélèvements. Une
autorisation doit être
délivrée par le ministre
chargé de la Recherche,
après avis du CCTIRS,
Comité consultatif sur le
traitement de l’information
en matière de recherche
dans le domaine de la santé
(loi du 6 janvier 1978).
PCR
Procédé in vitro de
multiplication
exponentielle d’une
séquence connue d’ADN.
On peut ainsi obtenir
rapidement des quantités
mesurables – ou au moins
identifiables – d’une
séquence d’ADN à partir
de traces infinitésimales.
vation des échantillons biologiques, notamment par cryo-
préservation.
Dans de nombreux laboratoires ou services hospitaliers,
une vraie dynamique s’est mise en place pour conserver
des échantillons prélevés au cours d’un acte médical ou de
recherche. Néanmoins, la conservation et la gestion de ces
collections requièrent de véritables structures avec des
personnels dédiés, des locaux et des équipements sous
alarme.
Des banques tournées vers les services
Certains laboratoires se sont spécialisés dans la constitu-
tion de collections mises à disposition d’autres équipes de
recherche. Outre la conservation, ils assurent la transfor-
mation, la distribution et la cession d’échantillons pour des
usages diversifiés de recherche.Ainsi, à l’activité de collecte
s’ajoute ici une activité de service.On parle alors de banques
d’échantillons biologiques, ou biobanques. Elles peuvent
être dédiées à un domaine de recherche ou avoir une
Ressources biologiques humaines/Utilisation dans la recherche
Banque d’ADN :
– ADN extrait (sang, cellules…),
cellules buccales, cellules sanguines
leucocytaires congelées, sang séché
sur buvard, couche leuco-plaquettaire,
lignées cellulaires…
– extraction d’ADN,
– techniques de génétique moléculaire.
– recherche de mutations et de facteurs
de prédisposition, immunogénétique,
pharmacogénétique…
Liquides biologiques :
– plasma et sérum sanguin,
liquide céphalo-rachidien, urine…
– biochimie,
– extraction de molécules,
– dosages…
– sérologie, recherche de marqueurs,
– études immunologiques, virologie…
Cultures primaires
Lignées cellulaires établies
(dont cellules cancéreuses)
– culture cellulaire,
– microscopie optique et électronique,
– électrophysiologie,
– extraction de molécules,
– techniques de génétique moléculaire…
– biologie et physiologie cellulaire,
– pharmacologie, toxicologie,
– études génétiques, protéomique…
Tissus fixés et lames
Organes
– microscopie optique ou électronique,
– histologie,
– microdissection,
– extraction de molécules,
– techniques de génétique moléculaire…
– anatomopathologie, morphologie,
– physiopathologie, biologie cellulaire,
– études génétiques, protéomique…
BUTS EN RECHERCHE
TECHNIQUES UTILISÉES
TYPES DE COLLECTION
NATURE DES ÉCHANTILLONS