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20 May 2021

Journée mondiale de la métrologie : la métrologie pour la santé

A l’occasion de la Journée mondiale de la métrologie, ce 20 mai, le LNE, pilote du Réseau national de la métrologie française (RNMF), vous propose de découvrir, à travers une sélection de ses travaux, l’importance de cette science dans notre société.

La métrologie au service du soin et du diagnostic

Mieux diagnostiquer la maladie d’Alzheimer

Avec 860 000 personnes âgées de plus de 65 ans atteintes, la maladie d’Alzheimer est au premier rang des maladies neurodégénératives en France, et constitue un enjeu de santé publique majeur. Dans de nombreux cas, le diagnostic est trop tardif et les techniques actuelles manquent encore de fiabilité, ce qui compromet la prise en charge des patients et l’évaluation de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Actuellement, le dosage de biomarqueurs présents dans le liquide céphalorachidien, comme la protéine Tau, est un bon indicateur précoce de l’apparition et de l’évolution de la maladie d’Alzheimer. Les chercheurs du LNE travaillent ainsi au développement de méthodes de dosage de cette protéine afin d’assurer une plus grande comparabilité des mesures des laboratoires d’analyse, rendant les analyses donc plus fiables pour les médecins.

Cancérologie et nanoparticules d’or

Dans le domaine de la cancérologie, le LNE mène des recherches avec le CEA sur la mesure des nanoparticules d’or. Celles-ci sont en effet utilisées dans les thérapies du cancer, comme vecteurs de médicaments ou comme amplificateurs des rayonnements. L’enjeu est cependant d’optimiser leur quantité et de les concentrer au bon endroit. Le LNE a ainsi démontré l’intérêt de la méthode de spectroscopie de masse de plasma à couplage inductif de particules individuelles (sp-ICP-MS) pour quantifier les nanoparticules et analyser leur distribution en taille dans les cellules.

Exposition aux rayons X

Réduire les doses d’exposition aux rayons X des patients, tout en assurant la meilleure qualité diagnostique possible, constitue un défi quotidien pour les acteurs de la radiothérapie. Pour y répondre, les ingénieurs et chercheurs en métrologie électrique haute tension du LNE ont conçu un nouveau système in situ, capable de mesurer des tensions impulsionnelles délivrées par les générateurs à rayons X pulsés.

Améliorer les techniques d’imagerie

Afin de contribuer à une meilleure détection de l’ischémie, le LNE a participé au projet européen Metrology for Multi-Modality Imaging of Impaired Tissue Perfusion (PerfusImaging), afin d’évaluer la performance des techniques d’imagerie dans l’estimation de la perfusion myocardique, c’est-à-dire l’apport sanguin au myocarde.

À partir des images issues d’un fantôme physique mimant le comportement du cœur, le LNE a développé un protocole d’évaluation des incertitudes de mesure sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Il a notamment mis en œuvre des méthodes de déconvolution, afin d’estimer le débit sanguin à partir des pixels des images et de modèles pharmacocinétiques. Les résultats ont donné lieu à la création d’une application permettant de récupérer les images et d’estimer la perfusion myocardique.

Évaluation des risques cardiovasculaires

Etude sur les risques cardiovasculaire

Une récente étude publiée dans le revue The Lancet, auquel le LNE a participé, a démontré qu’environ 15 % des patients victimes d’un infarctus ne présentaient aucun facteur de risque. Cette étude souligne notamment le besoin de disposer de biomarqueurs permettant d’identifier de manière plus fiable les patients présentant le risque le plus élevé de développer des maladies cardio-vasculaires avant la survenue de celles-ci.

C’est à cette question que le projet CardioMet, auquel le LNE participe, tente actuellement d’apporter une réponse. Les limitations des biomarqueurs conventionnels étant bien établies, un des objectifs de ce projet consiste à étudier le bénéfice apporté par une analyse plus fine des lipoprotéines, qui sont les transporteurs du cholestérol dans le sang. Le but est ainsi d’améliorer la prévention des maladies cardio-vasculaires.

Dosage des biomarqueurs

Le LNE se mobilise sur le sujet en développant des méthodes de référence pour le dosage de divers biomarqueurs. À commencer par ceux des maladies cardiovasculaires et du diabète. C’est dans ce cadre, qu’il a signé, en octobre 2019 un accord de collabora­tion de recherche avec le CDC (Centers for Disease Control and prevention), la principale agence fédérale américaine en matière de santé publique. Si le LNE et le CDC travaillaient déjà ensemble depuis une dizaine d’années, cela permettra de faciliter leurs échanges d’échantillons et de protocoles.

En outre, en tant que membre du CRMLN (Cholesterol Reference Method Laboratory Network), un réseau de 9 laboratoires de référence coordonné par le CDC, le LNE participe régulièrement à des comparaisons internationales. Démontrant l’équiva­lence des résultats obtenus par les méthodes de chaque labora­toire, celles-ci permettent ensuite de développer des prestations d’étalonnage pour les fabricants de produits de diagnostic in vitro. Afin de mieux prédire le risque cardiovasculaire, le LNE a également publié divers articles et études sur la commu­tabilité des échantillons de contrôle (leur capacité à mimer le comportement d’échantillons réels), les analyses avancées de lipoprotéines, ou encore les méthodes de référence alternatives pour le dosage du cholestérol.

En savoir sur le dosage des biomarqueurs

La radiothérapie

Le LNE-LNHB1 participe à un projet pour assurer la traçabilité dosimétrique d’appareils de radiothérapie équipés d’un système d’imagerie par résonance magnétique. Le fort champ magnétique de l’IRM (imagerie par résonance magnétique) de ces appareils actuellement en déploiement a en effet une influence sur les faisceaux et les instruments de mesure. Dans ce cadre, les chercheurs impliqués préparent notamment des références primaires et de transfert adaptées.

1 LNE-LNHB/CEA : Laboratoire national Henri Becquerel au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, chargé de la réalisation des références dans le domaine des rayonnements ionisants, i.e. la dosimétrie et la radioactivité

La métrologie en temps de pandémie

COVID – Efficacité des masques

Efficacité des masques

Les masques de protection étant devenu un objet du quotidien auquel personne n’échappe, la question de leur fiabilité est aujourd’hui plus que légitime. Grâce à son expertise dans le domaine de la métrologie des aérosols et des dispositifs médicaux le LNE est mobilisé depuis le début de la crise pour tester l’efficacité de tous les types de masques. Le LNE réalise ainsi de nombreuses mesures afin de vérifier la capacité de filtration, la respirabilité ou encore la résistance mécanique des brides. Grâce à des mesures fiables et traçables il sera possible de gagner la confiance des utilisateurs.

COVID - Volume mort dans les seringues 

Dans le cadre de la lutte contre la COVID-19, et plus particulièrement sur le sujet de la vaccination, il est primordial de connaitre la quantité de « perte » (volume mort) dans chaque seringue afin de quantifier le nombre exact de doses par flacon. L’espace mort doit en effet être limité au maximum pour réduire le gaspillage et la transmission d’agents infectieux. Cette donnée, indispensable à l’optimisation de la campagne de vaccination, nécessite de faire appel à une expertise en métrologie des masses.

La métrologie comme outil d’aide à la décision des pouvoirs publics

Construire des cadres normatifs et réglementaires

La métrologie permet de fournir des données fiables permettant aux pouvoirs publics de prendre des décisions pragmatiques.

Une métrologie solide est en effet indispensable pour construire les cadres normatifs et réglementaires qui seront garants de la sécurité et de la santé de tous. Le LNE est présent depuis plus de 20 ans dans de nombreux comités de normalisation, s’appuyant sur son expertise en métrologie, notamment dans le domaine de la santé, pour soutenir les décisions des pouvoirs publics.

Quelques exemples de commissions dans lesquelles le LNE est un contributeur actif :

  • Commission Scientifique Spécialisée de la Direction des Risques Chroniques (DRC) de l’INERIS
  • Conseil Scientifique du projet EpiNano de Santé Publique France sur l’étude d’épidémiologie nationale relatif aux nanomatériaux
  • Groupe de travail « Nano et alimentation » de l’ANSES
  • Groupe de Travail « Nanoparticules de TiO2 » du Haut Conseil de la santé publique (HCSP) sur la gestion de l'exposition aux nanoparticules de TiO2 en milieu de travail et dans l'environnement

Contribution aux rapports ANSES sur les risques nano

Image nanoparticules au MEB

En 2020, le LNE a participé à la rédaction de deux rapports de l’Agence nationale sécurité sanitaire alimentaire nationale (Anses) sur les nanomatériaux manufacturés et l’évaluation de leurs risques. Cette expertise en métrologie et dans la caractérisation des nano-objets était centrale pour améliorer la traçabilité de ces substances, sans laquelle l’évaluation des risques qui peuvent leur être associés n'est pas possible.

Cette sollicitation des experts du LNE fait suite aux actions menées par les équipes de l’Institut LNE-Nanotech depuis plusieurs années (développement de méthodes, journées techniques, assistance technique, formation, essais, normalisation, support au laboratoire de la DGCCRF…) pour aider l’ensemble des parties prenantes (industriels, associations de consommateurs, pouvoirs publics et laboratoires de contrôle) à mieux connaitre les substances présentes sur le marché et intégrées aux denrées alimentaires.