Biomarqueurs cardiaques - Cardiology Symposium 2016

CEVA SANTé ANIMALE AT THE HEART OF INNOVATION
CARD O
NEWS 4
Décembre 2009
De façon générale, un biomarqueur est déni comme ‘un
paramètre qui est objectivement mesuré et évalué comme
indicateur de processus biologiques physiologiques, de
processus pathogènes ou de réponses pharmacologiques
suite à une intervention thérapeutique.’1
Cette dénition pourrait inclure une multitude de facteurs
mesurables. Cette dénition est aujourd’hui de plus en
plus restreinte pour décrire des marqueurs de maladie
le plus souvent mesurés dans le sang et qui ne sont pas
inclus dans les analyses biochimiques ou hématologiques
de routine. Il existe un grand nombre de marqueurs
circulants qui varient lors de maladies cardiaques.2
Actuellement seulement deux marqueurs sont
considérés comme étant sufsamment validés chez
Biomarqueurs cardiaques
L’auteur de la 4ième édition de CardioNews est
Adrian Boswood. Il est Maître de Conférences
en Medecine Interne au Royal Veterinary
College et il participe activement à la recherche
clinique sur l’utilisation des biomarqueurs
cardiaques chez l’animal de compagnie.
Les biomarqueurs représentent actuellement
un outil prometteur pour le diagnostic des
maladies cardiaques chez le chien et le chat.
Dans ce numéro, Adrian Boswood expose ses
idées et son expérience sur le sujet.
Sommaire: aUTeUr:
•Mots clé :
biomarqueurs,
diagnostic,
maladie cardiaque,
insuffisance cardiaque,
troponine,
NT-proBNP
Adrian Boswood is the author
of the fourth edition of
CardioNews. He is a Senior
Lecturer at the Royal Veteri-
nary College and is actively
involved in clinical research
into the utility of cardiac
biomarkers in small animals.
Author
Biomarkers
- What is all the fuss about ?
�Adrian Boswood
MA, VetMB, DVC,
Dipl. ECVIM (Cardiology),
MRCVS
“The word “biomarker” is
widely used to describe a mea-
surable indicator of disease
which can provide information
about the presence or absence of
disease, the stage of a disease,
the prognosis associated with a
disease and possibly even assist in
guiding therapy. Several biomarkers
have been described that may
be valuable for use in veterinary pa-
tients with cardiovascular diseases.
Currently the two most promising
types of markers appear to be
troponins and natriuretic peptides.
Troponins are described as “lea-
kage” markers because they are
released from dying cells. Measure-
ment of their concentrations is of
greatest value in human patients for
the detection of myocardial ischae-
mia or infarction. In this respect
they may be rather less useful in
veterinary patients in which the
latter condition is relatively uncom-
mon.
By contrast natriuretic peptides, as
neur o h ormonal markers of
increased myocardial stress, are
likely to be elevated in many of the
significant cardiac diseases with
which veterinary patients suffer.
Several studies have already shown
concentrations of these peptides to
have considerable potential for use
in diagnosis and staging of disease.
Further studies are ongoing to esta-
blish the true value of these tests in
clinical practice and how their use
can help to improve outcomes for
patients. Increased accessibility to
the assays and improved understan-
ding of how best to collect samples
and interpret concentrations have
the potential to result in a signifi-
cant change in the way in which we
detect and manage small animal
patients with cardiovascular disease.
Current information on these exci-
ting developments is the subject of
a recent issue of Cardionews
published by CEVA.”
Adrian Boswood
BIOMARKER A4 22/09/09 11:03 Page 1
Adrian Boswood
MA, VetMB, DVC,
Dipl. ECVIM (Cardiology), MRCVS
Department of Veterinary Clinical
Sciences,
The Royal Veterinary College,
Hawkshead Lane,
North Mymms,
Hatfield, Hertfordshire,
AL9 7TA, U.K.
•Introduction
•LesTroponines
•Lespeptidesnatriurétiques
•Quepeut-onattendredu
futur?
•Références
Qu’est-cequ’unbiomarqueur?
l’homme pour être intégrés dans les recommandations
des bonnes pratiques médicales. Il s’agit des troponines
comme indicateurs d’un infarctus du myocarde3 et des
peptides natriurétiques chez le patients souffrant d’une
dysfonction ventriculaire gauche et d’une insufsance
cardiaque.4
Les autres types de marqueurs ayant une valeur chez le
patient présentant une maladie cardiovasculaire, sont les
marqueurs de la dysfonction endothéliale, les marqueurs
de l’inammation et les marqueurs du remodelage.2
Bien qu’un grand nombre de ces marqueurs ait fait l’objet
de recherches plus ou moins approfondies en médecine
vétérinaire, leur valeur clinique reste encore à démontrer
et ils ne sont utilisés que dans le cadre de recherches.

Troponines
• Les troponines I et T sont des protéines intracellulaires
dont les concentrations circulantes ne sont pas
mesurables avec les tests actuellement disponibles chez
le chien sain.5 Les lésions des cellules myocardiques,
dues à une ischémie, un infarctus, une inammation
ou une maladie dégénérative, entraînent la fuite de la
troponine dans l’espace extracellulaire et puis dans le
plasma où elle peut être détectée (Figure 1).
Les types de maladies cardiaques qui sont responsables
d’une mortalité cellulaire signicative sont relativement
rares chez le chien et le chat, bien que la maladie
cardiaque ischémique soit identiée chez le chien.6 Il
existe plusieurs publications concernant l’évaluation
des concentrations de troponine chez l’animal de
compagnie.7-10 Cependant, leur potentiel comme
marqueurs pronostics, d’intérêt majeur pour le praticien,
ne semble pas être aussi grand que celui des peptides
natriurétiques.11
• Le Peptide Natriurétique Atrial (Atrial Natriuretic
Peptide, ANP) et le Peptide Natriurétique de type-B
(B-type Natriuretic Peptide, BNP) sont synthétisés
respectivement par le myocarde atrial et ventriculaire.
Ils sont produits en plus grande quantité suite à
l’augmentation de l’étirement du myocarde ou du
stress myocardique. Leurs concentrations augmentent
lorsque les pressions de remplissage cardiaque
augmentent, ce qui est le cas lors du développement
de l’insufsance cardiaque. Initialement les peptides
natriurétiques sont synthétisés comme de grosses
molécules prohormonales, dont le fragment C-terminal
est ensuite séparé pour donner le peptide actif (Figure
2).12 Les fragments N-terminaux, considérés comme
des sous-produits inactifs de la synthèse du peptide
C-terminal, sont libérés en quantités égales. La mesure
des peptides N-terminaux fournit ainsi une information
utile sur l’activité des systèmes peptidiques générale.
Bien que ces deux peptides, C-terminal et N-terminal,
puissent être mesurés, la mesure du fragment N-terminal
présente des avantages. Ce fragment a une demi-vie
plus longue, d’où des concentrations plasmatiques
plus élevées et moins sujettes à uctuations.
Peptides natriurétiques
Figure 2
Schéma illustrant la synthèse des peptides natriurétiques. La
séparation de la portion C-terminal de la prohormone aboutit à
la formation de deux peptides : le fragment C-terminal actif et le
fragment N-terminal résiduel.
Figure 1(B)
La perte d’intégrité des cellules myocardiques entraîne une fuite de
troponine -libérée par les protéines myofibrillaires- du cytosol vers
l’espace extracellulaire puis vers le plasma.
Figure 1(A)
Dans les cellules myocardiques saines, la troponine est présente
dans le cytosol (cercles pourpres) et est liée à intervalles réguliers
aux filaments d’actine des protéines contractiles (cercles rouges). La
quantité de troponine dans l’espace extracellulaire est négligeable.
A
B
Prohormone
NC
Fragment N-terminal Fragment C-terminal
Inactif
Stable
Demi-vie longue
Actif
Instable
Demi-vie courte

• Une publication récente a passé en revue les différentes
utilisations cliniques des peptides natriurétiques (PN) en
médecine humaine : comme biomarqueurs quantitatifs
de l’insufsance cardiaque, ils constituent des tests
diagnostiques précis pour détect er la présence d’une
insufsance cardiaque, utiles pour dénir le niveau de
risque, capables d’améliorer la gestion des patients,
de réduire le coût total du traitement chez le patients
présentant une dyspnée aiguë et permettent de prédire
la mortalité et les ré-hospitalisations chez le patient
insufsant cardiaque. Il est même suggéré que la mesure
de ces peptides permettrait d’améliorer la morbidité et
la mortalité chez les patients en insufsance cardiaque
lorsque ces marqueurs sont utilisés pour orienter le
traitement.13 Etant donné la multitude d’utilisations
potentielles de ces nouveaux outils d’évaluation du patient
cardiaque, il n’est pas étonnant que leur développement
et leur introduction aient rencontré autant d’enthousiasme
que de scepticisme voire même d’opposition.
• La recherche sur l’usage des peptides natriurétiques dans
la domaine vétérinaire est encore à ces débuts, mais elle
se développe en suivant le même chemin qu’en médecine
humaine, avec des études suggérant que la mesure de ces
marqueurs pourrait apporter chez l’animal des promesses
similaires. De nombreux types de peptides natriurétique
peuvent être mesurés. Les principaux étudiés en médecine
vétérinaire sont le BNP11,14, l’ANP15, les fragments proANP16
et NTproBPN17-20 dont les concentrations augmentent
avec la progression de la maladie cardiaque. La gure 3
donnent les concentrations de NTproBNP pour un groupe
de chiens présentant une maladie cardiaque, une groupe
présentant une insufsance cardiaque et un groupe
présentant des maladies respiratoires (voir référence
17 pour les détails). Des concentrations augmentées
sont associés à la présence d’une maladie cardiaque,
avec des augmentations plus importantes chez les
chiens présentant des signes cliniques d’insufsance
cardiaque.
• Peu d’études ont comparé la valeur des ces marqueurs pour le diagnostic de l’insufsance cardiaque chez le chien. Deux
études ont suggéré que le NTproANP est plus efcace que le BNP pour distinguer les chiens en insufsance cardiaque
des chiens ne présentant pas d’insufsance cardiaque11,14, tandis qu’une autre étude a suggéré que le NTproBNP
était plus performant que les fragments proANP pour différencier les patients présentant une maladie cardiaque de
ceux présentant une maladie respiratoire.17 Bien que la véritable supériorité d’un test par rapport à l’autre reste encore
à prouver, l’intérêt s’est récemment porté sur l’évaluation du NTproBNP chez le chien et le chat.17-20 La raison très
pragmatique de cet intérêt pour le NTproBNP est la disponibilité et facilité d’utilisation du test. Pour avoir une valeur aux
yeux des praticiens, l’un des facteurs critiques à prendre en considération est la disponibilité du test21. Or, la mesure du
NTproBNP est aujourd’hui possible grâce à un test commercialisé par un laboratoire de diagnostic.
Figure 3
Concentrations en NTproBNP chez des chiens en fonction de
leurs maladies. Les patients insuffisants cardiaques présentent des
concentrations plus élevées que ceux avec une maladie cardiaque
sans signe clinique, qui eux-même présentent des concentrations
plus élevées que les chiens présentant une maladie respiratoire.
La barre représente la concentration médiane du groupe, la ligne
verticale représente l’amplitude de variation des mesures et les
cercles et astérisques représentent les valeurs aberrantes. (de
Boswood et al., 200817).
**
*
*
Plasma NTproBPN concentration pmol/L
10000.00
8000.00
6000.00
4000.00
2000.00
0.00
Insuffisance
cardiaque
Maladie
cardiaque
Respiratoire
Catégorie de maladies

Comment évalue-t-on la valeur des peptides natriurétiques ?
• Les publications actuelles sur les peptides natriurétiques
sont principalement des études transversales, pour
déterminer la capacité du test à discriminer les patients
présentant ou non une maladie déterminée. Dans ces
études, les tests sont souvent décrits en fonction de
leur sensibilité, de leur spécicité et de leur précision
globale. C’est une manière simple et utile de décrire la
performance de ces tests, mais les données sont le plus
souvent issues de populations relativement réduites dont
les animaux présentant des maladies concomitantes
(autres que cardiaques) ont été préalablement exclus.
Lorsqu’on ne considère que le NTproBNP, les études
publiées à ce jour sur la valeur diagnostique du test ont
en apparence abouti à des résultats contradictoires. Ceci
est probablement dû au fait que les études sont réalisées
de façon légèrement différente et que les prélèvements
sanguins ont été traités différemment d’une étude à
l’autre. Fine et al.19 ont suggéré que 92% des chiens
en insufsance cardiaque avaient une concentration
en NTproBNP dépassant 1,400 pmol/L. Oyama et al.20
ont suggéré que 83% des chiens avec une maladie
cardiaque présentent des concentrations supérieures à
445 pmol/L (sensibilité de 83% pour la détection de la
maladie cardiaque) tandis que 90% des chiens sains
ont une concentration inférieure ou égale (spécicité de
90%). Dans cette étude, la valeur de 820 pmol/L a été
proposée comme valeur seuil au-dessous de laquelle il
est très peu probable qu’un patient souffre d’insufsance
cardiaque. Enn, dans une étude que nous avons menée,
une valeur-seuil de 210 pmol/L a été proposée pour
permettre la détection d’une maladie cardiaque, tandis
que la majorité des chiens en insufsance cardiaque
avait des concentrations supérieures à 1000 pmol/L.
Cette valeur-seuil plus faible dans notre étude est
probablement le reet d’une manipulation moins précise
des échantillons. Si le plasma est séparé des cellules
dans les quelques heures qui suivent le prélevement et
congelé avant l’analyse, il est plus probable d’obtenir des
valeurs plus élevées car le peptide a moins eu le temps
de se dégrader.
Dans une étude plus récente (pas encore publiée) dans
laquelle les échantillons ont été manipulés avec plus de
précautions, les valeurs de NTproBNP ont été obtenues
pour 20 chiens âgés sains de petite race (age médian de
10 ans). La concentration médiane dans cette population
était approximativement 400 pmol/L (W. Moonarmart,
communication personnelle) conrmant que le seuil de
210 pmol/L suggéré précédemment dans notre étude est
trop bas.
Figure 4
Illustration schématique de l’effet des concentrations croissantes
d’un biomarqueur sur la probabilité de la présence d’une maladie.
• Il y a actuellement moins de publications sur les peptides
natriurétiques chez le chat mais la capacité diagnostique
des tests-qui sont spéciques de l’espèce- semble
être excellente pour une espèce dans laquelle il est
typiquement difcile de faire un diagnostic conclusif
d’insufsance cardiaque.18
• En réalité, il est probable que la concentration
plasmatique en NTproBNP augmente avec la progression
de la maladie cardiaque, d’où le nom de biomarqueur
« quantitatif » (par opposition à qualitatif) d’insufsance
cardiaque donné au NTproBNP.13 Ceci signie que des
concentrations plasmatiques croissantes sont associées
à une probabilité croissante d’une maladie cardiaque
plus évoluée.
Les concentrations voisines des valeurs-seuils sont
toujours les plus difciles à interpréter. La gure 4 est
l’illustration un peu plus sophistiquée du résultat d’un
test diagnostique.
Si la probabilité de l’anomalie -dans ce cas-ci la présence
d’une insufsance cardiaque- augmente quand la
concentration du marqueur augmente, alors à de basses
concentrations, la probabilité qu’un patient souffre de
la maladie est faible et la probabilité qu’un patient soit
normal est haute. Dans le cas où la concentration du
marqueur augmente, la probabilité que le patient soit
normal diminue tandis que la probabilité que le patient
souffre de maladie augmente.
A un certain point, les valeurs de probabilité se croisent
pour une concentration à laquelle le patient a une
probabilité égale d’être normal ou anormal.
CONCENTRATION CROISSANTE DU MARQUEUR
Probabilité
normale
zone
grise
Probabilité
anormale

Le développement et l’évaluation des biomarqueurs en médecine humaine et vétérinaire est un
domaine de recherche très actif. Il reste encore à explorer le potentiel des biomarqueurs actuel-
lement disponibles et il est très probable que des marqueurs différents, ou des combinaisons de
marqueurs, seront disponibles dans le future. Le défi pour les chercheurs est de démontrer si, oui
ou non, ces marqueurs ont une valeur réelle dans la pratique clinique quotidienne. Cette question
pourrait être résolue de différentes manières: leur valeur pourrait être établie s’il est démontré
que ce sont des marqueurs de diagnostic et de pronostic indépendants, qui fournissent facile-
ment aux cliniciens des renseignements plus précis, de façon plus pratique, moins onéreuse ou
plus rapide que les méthodes actuellement disponibles. Afin de vaincre le scepticisme et de sur-
monter les oppositions -c’est la réaction naturelle des praticiens et des cardiologues lorsqu’un
nouveau test est disponible- il faut démontré que le standard des soins offerts par les vétérinai-
res se trouve amélioré par l’utilisation de ces biomarqueurs. Cette démonstration serait d’autant
plus concluante s’il était possible de montrer que le pronostic des patients est amélioré lorsque
les concentrations de ces marqueurs sont connues. Cela nécessite des études longitudinales
bien construites mesurant des paramètres pertinents chez les patients souffrant de maladies
courantes. Il reste encore beaucoup de travail à faire !
QUe peUT-on aTTendre dU fUTUr ?
Au-delà de ce point, quand les concentrations continuent
à augmenter, il devient plus probable que le patient
soit malade. Plus la valeur numérique est élevée, plus il
est probable que le patient soit anormal et moins il est
probable qu’il soit normal. Il est donc utile d’interpréter les
valeurs qui se trouvent dans cette zone intermédiaire, où
la probabilité d’être normal et la probabilité d’être anormal
est à peu près similaire, en gardant à l’esprit que des
incertitudes demeurent. Nous devrions nous sentir à l’aise
avec une zone d’incertitude dans laquelle les résultats ne
nous disent pas de façon dénitive si le patient est normal
ou pas. Dans le cas de l’utilisation du NTproBNP pour
déterminer la présence d’une maladie cardiaque chez le
chien, cette zone grise se situe probablement entre 445
et 1000 pmol/L. Les valeurs qui se trouvent dans cet zone
ne devraient pas être interprétées de façon isolée, mais
en conjonction avec d’autres données, avant que toute
décision soit prise.
Comme citée ci-dessus, la majorité des études publiées
jusqu’à maintenant sur les biomarqueurs en médecine
vétérinaire ont évalué leur potentiel comme marqueurs di-
agnostiques dans des études transversales. Comparative-
ment, peu de publications ont été faites sur leur utilisation
comme variable pronostique, en réponse à un traitement ou
pour orienter le choix thérapeutique.
Chez les patients humains, le potentiel pronostique des pep-
tides natriurétiques et des troponines est bien établi22. Plu-
sieurs études décrivent une diminution des concentrations
des marqueurs suite à un traitement et récemment, l’intérêt
s’est porté sur le potentiel des peptides natriurétiques com-
me outil d’aide au choix de la thérapie, aboutissant à une
issue plus favorable pour les patients.23,24 Certaines études
vétérinaires ont suggéré le potentiel des biomarqueurs tels
que les troponines9 et les peptides natriurétiques25,26 comme
indicateurs pronostiques. La diminution des concentrations
des peptides natriurétiques suite à l’instauration d’un traite-
ment de l’insufsance cardiaque congestive a été démon-
trée chez le chien27, mais le potentiel des ces marqueurs
comme outil de suivi ou d’orientation du traitement reste
encore à explorer.
Autres applications potentielles des peptides natriurétiques