Biochimie médicale - secteur d'activité

Protéines et électrophorèse

Le dosage des protéines sériques trouve son utilité dans le cadre de nombreuses pathologies, entre autres, les maladies infectieuses, systémiques, cardiovasculaires et les néoplasies. Elles sont des indicateurs de ces maladies et permettent de suivre leur évolution ainsi que la réponse au traitement.

L'électrophorèse des protéines sériques permet de mettre en évidence des anomalies qualitatives et semi-quantitatives de certaines protéines sériques mais est surtout indiquée dans la recherche d'une anomalie des immunoglobulines comme un pic monoclonal. Toute anomalie au niveau des immunoglobulines sera suivie d'une analyse complémentaire dite immunofixation.

Marqueurs tumoraux

Notre laboratoire central automatisé permet le dosage de la plus part des biomarqueurs surtout utilisés par les cliniciens dans le suivi des maladies cancéreuses. Nous effectuons en particulier le dosage du HE4 qui en association avec le Ca125 et le statut de ménopause de la femme permet d’évaluer un risque de malignité en présence d’une masse ovarienne (algorithme Roma).

Biochimie hématologique

L'électrophorèse de l'hémoglobine permet de mettre en évidence la plupart des hémoglobinopathies, anomalies génétiques qualitatives (anomalie de structure) et quantitatives (diminution de production) de l'hémoglobine. Cette analyse est à prescrire en présence d'un hémogramme anormal et en cas de dépistage prénatal. Elle doit être interprétée avec les données de l'hémogramme et le statut en fer du patient.

Laboratoire de monitoring thérapeutique

De nombreux médicaments sont dosés quotidiennement dans un contexte de "suivi thérapeutique" (optimalisation du traitement ou médecine personnalisée).

Parmi les principaux médicaments dosés dans le sérum, le plasma hépariné ou le sang total EDTA, citons:

les immunosuppresseurs (sang EDTA) les agents anti-infectieux (antibiotiques, antirétroviraux, antifongiques) les antiépileptiques la théophylline le méthotrexate de nombreux psychotropes (antidépresseurs, antipsychotiques, benzodiazépines) les cardiotoniques (digoxine) ou antiarythmiques (amiodarone), etc...

L'activité de monitoring thérapeutique (plus de 30.000 dosages par an) est assurée 7 jours sur 7. Les techniques utilisées figurent parmi les plus performantes actuellement disponibles, telles que la chromatographie, la spectrométrie de masse ou encore certaines méthodes immunologiques automatisées.

Le laboratoire possède également une expertise internationale en pharmacologie et pharmacocinétique clinique. Ces compétences sont mises à profit pour interpréter au mieux les concentrations trouvées, pouvant aller jusqu'à émettre des recommandations de doses individualisées, tenant compte des caractéristiques individuelles (âge, poids, fonction rénale ou hépatique, certaines maladies, interactions médicamenteuses, polymorphisme génétique...).

Cette activité clinique est épaulée par de nombreux programmes de recherche impliquant des doctorants, mémorants ou stagiaires assurant une dynamique universitaire essentielle au maintien et au développement de ce domaine. Ainsi, le laboratoire a été impliqué dans la conception du logiciel d'adaptation de posologie PharMonitor II ®.
(Télécharger la publication)

Il a également été à l'origine de travaux destinés à émettre des recommandations internationales admises par les plus grands experts européens (consensus conferences)
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En général le prélèvement sanguin est effectué avant une nouvelle prise de médicament afin de déterminer la concentration résiduelle (aussi appelée la vallée). Parfois, il est nécessaire de prélever un deuxième tube de sang afin de déterminer la distribution et l'élimination du médicament chez un patient donné. Il est alors capital de fournir les précisions suivantes: dose, intervalle de dose, heure d'administration, heures de prises de sang, ainsi qu'un minimum d'informations sur le patient (pathologie, poids,...).

Le laboratoire participe activement à plusieurs programmes de contrôle de qualité nationaux et internationaux et est directement impliqué comme partenaire de plusieurs Institutions ou Sociétés Scientifiques:

Les formulaires de demande dans le cadre du monitoring sont accessibles via les liens suivants :

Télécharger le formulaire de demande Bon 18 (monitoring thérapeutique de médicaments, pdf)
Télécharger le formulaire de demande Bon 18B (monitoring thérapeutique des antibiotiques, pdf)

Biochimie des selles

Le laboratoire de biochimie analytique réalise un certain nombre d'analyses de biochimie médicale dans les selles. Pour ces analyses, il convient de prélever une petite quantité de selles (quelques centaines de mg) dans un pot de collecte idéalement avec une spatule.

Nous recherchons la présence de sang dans les selles, nous dosons l'élastase-1 pancréatique, ainsi que la calprotectine. Nous déterminons aussi l'utilisation alimentaire (fibres musculaires, graisses et amidon). Ces analyses ne sont pas effectuées quotidiennement.

Biochimie génétique (laboratoire des maladies métaboliques héréditaires)

Les analyses de biochimie génétique sont effectuées dans le but d'un diagnostic et/ou d'un suivi de maladies métaboliques héréditaires.
Grâce à l'utilisation de techniques biochimiques complexes et variées (LC-MS, GC-MS, enzymologie, électrophorèse, TLC, spectrophoto- et fluorométrie), nous pouvons explorer les voies biochimiques du métabolisme intermédiaire à partir de fluides biologiques (sang, urines et liquide céphalo-rachidien).

Nous travaillons en collaboration avec le centre de génétique humaine afin de confirmer la cause génétique des maladies diagnostiquées. Notre laboratoire collabore également avec d’autres laboratoires de référence en Belgique et à l’étranger.

Le diagnostic des maladies métaboliques héréditaires permet, en fonction du type de déficience, de mettre en place une prise en charge adaptée et de donner un conseil génétique à la famille.

Depuis janvier 2020, dans le cadre du plan INAMI des maladies rares, le laboratoire des maladies métaboliques héréditaires (biochimie génétique) des Cliniques universitaires Saint-Luc est officiellement reconnu comme centre de référence (CNR) pour la réalisation de 3 biomarqueurs de maladies métaboliques héréditaires rares. Le coût de ces analyses est entièrement pris en charge par Sciensano.

5-methyltetrahydrofolate (5-MTHF) dans le liquide céphalo-rachidien (volume minimum : 100 µL ou 5 gouttes, placé immédiatement à -20°C). Ce biomarqueur permet de détecter un déficit en folate dans le système nerveux central. Des valeurs basses sont observées en cas de maladies métaboliques héréditaires du métabolisme du folate (dont le déficit en transporteur de folate, encodé par le gène FOLR1), de maladies d’origine mitochondriale mais aussi secondairement en cas de prise de certains médicaments ou de déficit nutritionnel en folate. Il est important de toujours doser en même temps le folate intra-érythrocytaire.
P6C dans le plasma (volume minimum : 200 µL de plasma hépariné conservé et envoyé à - 20°C). Ce métabolite (pipereidine-6-carboxilic acid) est un biomarqueur spécifique du déficit en alpha-AASA deshydrogénase (gène ALDH7A1 ou « antiquitin »). Cette maladie génétique est responsable de convulsions sensibles à la vitamine B6. Cette analyse fait l’objet d’un consortium avec le laboratoire des maladies métaboliques héréditaires d’Anvers qui réalise le dosage urinaire de l’alphaAASA (alpha-aminoadipic semialdéhyde) dans le même but diagnostique.
Cystine intra-leucocytaire (8 mL de sang total sur tube ACD envoyé à température ambiante, tubes disponibles sur demande, réalisation de l’analyse uniquement sur RDV). Cette analyse permet de diagnostiquer et suivre les patients atteints de cystinose, une maladie génétique liée à un défaut du transporteur lysosomial de la cystine (gène CTNS).

Ci-dessous, une liste non-exhaustive des analyses réalisées au laboratoire. Le détail et les informations préanalytiques sont disponibles sur la page web du laboratoire clinique.

Acides aminés et acides organiques :
- Profil des acides aminés (sang séché, plasma hépariné, urines, liquide céphalo-rachidien)
- Profil des acides organiques urinaires (urines)
- Cystine urinaire
- Acide pipécolique (plasma hépariné)
- Porphobilinogene et delta-aminolevulinate (dépistage des porphyries aiguës)
- Précurseurs du NAD: kynurenine, 3-hydroxyanthranilate et 3-hydroxykynurenine
- 4-hydroxyglutamate (hyperoxalurie congénitale de type III)
Lipides :
- Profil des acylcarnitines (sang séché, plasma hépariné)
- Screening des maladies peroxysomiales incluant les Acides gras à très longues chaines et les acides phytanique et pristanique (plasma hépariné )
- Profil des stérols (plasma hépariné) incluant 7DHC (7-dehydrocholesterol), 8DHC (8-dehydrocholesterol), cholestanol, lathostérol, desmostérol, phytostérols (sitostérol et campesterol) et 27-hydroxycholestérol : biomarqueurs de maladie de Smith-Lemli-Opitz, de xanthomatose cérébrotendineuse, de chondrodysplasie ponctuée liée à l’X (CDPX2), de sitostérolémie/phytostérolémie (ABCG5 ou ABCG8), de déficit en oxysterol-7alpha hydroxylase (SPG5/ CYP7B1), de desmosterolémie et de lathostérolémie.
Purines et pyrimidines:
- Profil des purines et pyrimidines, comprenant acide urique, hypoxanthine, xanthine, acide orotique, uracil, thymine, adénine, AICAr, SAICAr, SAH et d’autres dérivés (urines)
- Enzymes (sang total hépariné) : adénosine déaminase 1 (ADA), Adénosine déaminase 2 (ADA2), purine nucléoside phosphorylase (PNP), hypoxanthine phosphoribosyltransférase (HPRT) et adénine phosphoribosyltransférase (APRT)
Métabolisme du lactate et corps cétoniques :
- L-Lactate et pyruvate (sang total, tube PCA)
- 3-hydroxybutyrate et acétoacétate (sang total, tube PCA)
- 3-hydroxybutyrate seul (plasma hépariné)
- D-lactate (plasma hépariné)
Métabolisme du galactose :
- Galactose et galactose-1phosphate (sang séché)
- Galactose-1P érythrocytaire (diagnostic et suivi de galactosémie classique, sang total hépariné)
- Galactose total plasmatique (plasma hépariné)
- Enzymes : galactose-1P uridyltransférase (galactosémie classique) et galactokinase (sang total hépariné)
Maladies lysosomiales :
- Chromatographie des oligosaccharides (urines)
- Mucopolysaccharides totaux (urines)
- Electrophorèse des mucopolysaccharides (urines)
- Acide sialique (libre et total, urines)
- Cystine intraleucocytaire (CNR, cfr ci-dessus)
Autres :
- Biotinidase (plasma hépariné, conservé à -20° et envoyé congelé)
- Acides biliaires totaux (sérum ou bile)
- 5-MTHF (CNR, cfr ci-dessus)
- P6C (CNR, cfr ci-dessus)
- Dosage des disaccharidases intestinales : lactase, sucrase et maltase (biopsie duodénale)

Contacts :

Dr Sandrine Marie, PhD (responsable scientifique) : sandrine.marie@uclouvain.be, 02 764 67 30
Dr Joseph Dewulf, MD, PhD (responsable médical) : joseph.dewulf@uclouvain.be, 02 764 67 27

Dépistage néonatal de maladies congénitales

Notre centre de dépistage est reconnu comme l'un des trois centres agréés de Dépistage néonatal auprès de la Fédération Wallonie-Bruxelles.
Approximativement 20 000 échantillons nous sont adressés annuellement pour le dépistage de maladies rares, pour la plupart d’origine génétique à transmission autosomique récessive.
Le dépistage néonatal permet de détecter des affections invisibles à la naissance, qui peuvent avoir des conséquences graves, parfois irréversibles chez les enfants si elles ne sont pas prises en charge rapidement. Grâce au test de dépistage, les nouveau-nés atteints de ces maladies peuvent être pris en charge avant que les symptômes n'apparaissent.

Pour les dépister, des tests sont effectués chez tous les bébés entre 48h et 120h de vie. Quelques gouttes de sang sont prélevées par piqûre (au talon ou dans une veine de la main) et recueillies sur une carte de papier buvard, ou carte de Guthrie.
Celle-ci est ensuite envoyée par la maternité ou la sage-femme au Centre de dépistage où seront effectuées différentes analyses.
Les techniques utilisées reposent sur des dosages de type colorimétrique, fluorimétrique ou ELISA ainsi que sur la spectrométrie de masse et la biologie moléculaire (en collaboration avec le centre de génétique humaine dans ce dernier cas).

Maladies dépistées (programme officiel financé par l’ONE, au 1er mars 2021) :

Hypothyroïdie congénitale
Hyperplasie congénitale des surrénales
Déficit en biotinidase
Aminoacidopathies
- Phénylcétonurie
- Tyrosinémie
- Homocystinurie
- Leucinose
Galactosémie
Troubles de la beta-oxydation des acides gras
- Déficit en déshydrogénase des acyl-CoA à chaînes moyennes (MCAD)
- Déficit en déshydrogénase des acyl-CoA à très longues chaînes (VLCAD)
- Déficit multiple en acyl-CoA déshydrogénases (MADD)
- Déficit en déshydrogénase des hydroxyacyl-CoA à longues chaines (LCHAD)
- Déficit en transporteur de carnitine (SLC22A5)
Aciduries organiques
- Acidurie méthylmalonique
- Acidurie propionique
- Acidurie isovalérique
- Acidurie glutarique de type I
Mucoviscidose
Amyotrophie spinale par délétion de l’exon 7 du gène SMN1

Le centre de dépistage participe également activement au programme de dépistage de la surdité, mis en place par la Fédération Wallonie-Bruxelles.

Pharmacogénétique

Le développement de nouvelles molécules actives est une source de progrès continu en pharmacothérapeutique. Toutefois, la recherche d'une utilisation optimale des molécules existantes constitue une autre voie de progrès.

La pharmacogénétique est une discipline émergente qui a pour objectif l'amélioration de la réponse clinique aux traitements médicamenteux (meilleure efficacité thérapeutique et/ou réduction des effets secondaires) grâce à la prise en compte des caractéristiques génétiques des patients lors de la prescription. Un des objectifs principaux de la pharmacogénétique consiste donc à prescrire a priori certains médicaments plutôt que d'autres et/ou à adapter leur dosage en fonction de caractéristiques génétiques propres à chaque patient, en vue d'obtenir la meilleure réponse clinique.

Les médicaments dont la marge thérapeutique est étroite constituent actuellement le champ d'application privilégié de cette discipline. Ainsi, la combinaison du monitoring thérapeutique et de la pharmacogénétique a déjà permis d'optimiser l'utilisation de nombreux médicaments (immunosuppresseurs, anticancéreux, antiépileptiques, antidépresseurs, antipsychotiques, antibiotiques, antirétroviraux, anticoagulants oraux...).

Contrairement aux tests génétiques conventionnels qui nécessitent un conseil génétique individualisé (diagnostic de maladies héréditaires, identification de facteurs de susceptibilité dans le développement de certaines maladies, etc.), la pharmacogénétique débouche, quant à elle, sur des conseils pharmacologiques individualisés nécessitant l'expertise des pharmacologues.

A la demande des cliniciens de notre Institution, la pharmacogénétique s'est actuellement développée dans les 3 domaines suivants :

traitements immunosuppresseurs en greffe d'organe,
traitements antirétroviraux,
traitements anti-cancéreux.

Notre groupe a par exemple montré, chez les patients transplantés rénaux, que la prise en compte de polymorphismes génétiques du CYP3A5 permet d'atteindre plus rapidement des concentrations sanguines efficaces et non-toxiques du tacrolimus, un immunosuppresseur largement utilisé en transplantation d'organe. Des recommandations de dose en fonction du génotype du patient ont été publiées dans la littérature internationale sur base de nos travaux de recherche et sont actuellement utilisées en routine dans de nombreux centres de transplantation comme ici aux Cliniques universitaires Saint-Luc.

Les principaux tests de pharmacogénétique développés en routine au sein du Département de Biologie Clinique des Cliniques universitaires Saint-Luc sont repris dans ce bon de demande d'analyse.

Laboratoire de toxicologie clinique

Le laboratoire de toxicologie clinique est accessible 24h/24 au moyen d'un service de garde. Il fonctionne en étroite collaboration avec le service des urgences mais aussi avec un certain nombre d'unités de soins (ex. soins intensifs) des Cliniques universitaires St Luc. Il peut répondre à des demandes de:

recherche globale (screening toxicologique) avec identification d'un ou plusieurs toxique(s) (médicamenteux, stupéfiants ou solvants)
dosage quantitatif d'un toxique spécifique

Tout peut être potentiellement "toxique" selon la quantité ingérée et les circonstances. Il n'est évidemment pas possible de tout rechercher. Néanmoins, de nombreuses substances, parmi les plus dangereuses, peuvent être détectées (> 500 molécules), et quantifiés (> 100 molécules).

Parmi les grandes classes de toxiques analysés, citons:

les solvants (éthanol, méthanol, éthylène glycol,..)
les benzodiazépines
les antidépresseurs
les antipsychotiques
les antiépileptiques
certains médicaments cardiotoniques, diurétiques, antidiabétiques,
les stupéfiants (cannabis, opiacés naturels et synthétiques, cocaïne, amphétamines, LSD, GHB, ...)

Le laboratoire est fréquemment sollicité dans le cadre de confirmations analytiques requises par des laboratoires et prescripteurs externes. Dans le cadre de l'activité de toxicologie clinique, les deux milieux biologiques utilisés sont essentiellement le sang hépariné (2 x 5 mL) et les urines (10-20 mL).

Le laboratoire dispose d'équipements performants pour produire des résultats avec une grande spécificité et sensibilité: plusieurs UHPLC avec divers types de détecteurs (ultra-violet, barrettes de diodes, Fluo, ECD), GC-FID, LC-MS/MS, … Une priorité a été donnée à l'utilisation de techniques spécifiques et de confirmation. Certaines de ses techniques et compétences sont étroitement partagées avec les activités de Monitoring Thérapeutique.

Le laboratoire de toxicologie clinique fait partie du centre de toxicologie clinique des Cliniques universitaires Saint-Luc.

Le laboratoire participe activement à plusieurs programmes de contrôle de qualité internationaux, ainsi qu'aux activités de plusieurs sociétés scientifiques

Le formulaire de demande d’analyse toxicologique est accessible via le lien suivant :

Télécharger la demande d’investigations toxicologiques Bon 12T (pdf)

Un complément d’information concernant les tests immunochimiques réalisés en urgence est également disponible ici :

Tests immunochimiques sanguins (pdf)
Tests immunochimiques urinaires (pdf)

Vitamines

Le laboratoire de biochimie analytique réalise les dosages de vitamine A et vitamine E par HPLC avec détection dans l'UV. Le dosage des caroténoïdes totaux est également pris en charge. Ces dosages se réalisent à partir d'un tube hépariné à raison d'une fois par semaine.

Endocrinologie et bilan hormonal

Les analyses de biologie endocrinienne sont regroupées en plusieurs profiles: fonction hypothalamo-hypophysaire, bilan glucidique et exploration du diabète, fonction thyroïdienne, endocrinologie de la reproduction (incluant les dosages des androgènes, des oestrogènes et de plusieurs marqueurs du bilan d’infertilité), régulation de la balance hydro-sodée, régulation du métabolisme phospho-calcique (vitamine D, PTH, FGF-23…), fonction gastro-intestinale et autoimmunité endocrinienne, troubles de la croissance, tumeurs neuroendocrines, neurohormones cardiovascualires.

Différentes méthodes de dosages sont concernées et impliquent des automates d'immunoanalyse, des techniques en microplaques de type ELISA, de la chromatographie liquide haute performance et de spectrométrie de masse et des techniques de médecine nucléaire in-vitro (RIA).

Contact:

Damien Gruson, tél.: 02 764 67 47

Marqueurs de pathologies cardiaques

Notre laboratoire central automatisé permet de répondre aux bilans d’urgence dans le contexte de maladies cardiaques. Nous pouvons prendre comme exemple le dosage de la troponine pour le diagnostic de l’infarctus de myocarde et le dosage des peptides natriurétiques (NT-proBNP et BNP) pour le diagnostic de l’insuffisance cardiaque.

Contact:

Damien Gruson, tél.: 02 764 67 47

Toxicologie industrielle et environnementale

Le laboratoire de Toxicologie industrielle et environnementale est spécialisé dans la surveillance biologique de l'exposition aux substances chimiques. Il s'agit d'une méthode d'appréciation du risque pour la santé des sujets exposés à une substance chimique basée sur une estimation de l'exposition interne de l'organisme.

La dose interne est généralement estimée par la mesure de la substance ou de ses métabolites dans divers milieux biologiques (sang, urine, cheveux, etc.) ou par la mesure d'effets biologiques non toxiques (non adverse effects) corrélés avec la dose interne (par exemple excrétion de l'acide delta-aminolévulinique en cas d'exposition au plomb ou excrétion de protéines de faible poids moléculaire, comme la RBP, en cas d'exposition à des agents néphrotoxiques comme le cadmium). Dans d'autres cas, on peut aussi apprécier directement la quantité de toxique fixé aux sites d'action critiques (adduits aux protéines ou à l'ADN) avant la survenue de répercussions pathologiques.

La surveillance biologique de l'exposition est généralement réservée aux substances qui pénètrent dans la circulation et exercent des effets systémiques. Dans ce contexte, elle est complémentaire par rapport à la surveillance atmosphérique (dosages des substances chimiques dans l'air ambiant) qui reste utile pour évaluer l'exposition aux substances qui exercent plutôt un effet local (l'irritation par exemple). L'existence possible d'un risque d'exposition excessive est appréciée par référence à une concentration biologique permissible ou valeur de surveillance biologique.

Le laboratoire possède une expertise internationale dans le domaine de la surveillance biologique de l'exposition aux substances chimiques et il fait partie des laboratoires de référence internationaux certifiant les valeurs de référence pour les contrôles de qualité externe (http://www.g-equas.de/).

Les techniques utilisées figurent parmi les plus performantes actuellement disponibles, telles que la spectrométrie de masse avec torche à plasma (ICP-MS) pour le dosage des métaux et la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) pour le dosage des substances organiques et/ou de leurs métabolites.

Une information générale sur l'utilisation des tests de surveillance biologique peut être retrouvée sur la page de garde du site internet de l'unité de toxicologie industrielle et environnementale des Cliniques universitaires Saint-Luc. Une information détaillée sur chaque test disponible peut être retrouvée sous la rubrique "liste des analyses réalisées par le laboratoire"

Une accréditation selon la norme ISO15189 est disponible pour le dosage des métaux urinaires par ICP-MS.