Diagnosis and prognosis biomarkers in global health

About This Course /A propos du cours

Biomarkers are the subject of considerable interest by scientists and researchers worldwide: they determine the use of targeted treatments (a major therapeutic advance in medicine), allow to measure the evolution of a disease or to indicate a particular physiological event.

After a period of enthusiasm, it is clear that the development of reliable biomarkers is long and complex and must respect rigorous methodological constraints. Due to the extraordinary development of genomics and proteomics and the exposure of the Institut Pasteur international network (IPIN) to emerging diseases, the Institut Pasteur is particularly well-positioned to study the interest of biomarkers for diseases diagnosis and prognosis in global health. The aim of this MOOC is to review the interest of biomarkers for public health, based in particular on the research activities of the thirty-three institutes of the Institut Pasteur international network.

This MOOC is organized into four chapters. The first chapter introduces the subject and delas with the definition and methodological aspects of biomarkers; the second chapter, based on targeted examples (HIV, arbovirus, malaria, tuberculosis, etc.), focuses on the use of biomarkers in infectious diseases. The third chapter is dedicated to biomarkers in oncology. The fourth chapter sheds light on the use of biomarkers in the context of non-communicable diseases (rare diseases, Alzheimer's disease, liver disease, etc.).

This MOOC revolves around two important points: first, the undeniable diagnostic, prognostic and / or therapeutic interest of biomarkers. At each stage of a patient’s care, from the diagnosis of a disease to its treatment, biomarkers are useful and make it possible to hope for a "personalized medicine". The second important point refers to the limits of most biomarkers: insufficient sensitivity or specificity; possible application to a subgroup of patients only, for a given pathology; short duration of their half-life, reducing their clinical relevance (due to the emergence of more effective biomarkers or therapeutic progress). Research on biomarkers remains essential to overcome these limitations, to define new combinations of different biomarkers and to optimize their performance and hence their use. We hope that this MOOC and the associated multiple-choice questions will clarify the use of bio-markers in tomorrow’s medicine and highlight both their advantages and limitations.

Les biomarqueurs font l’objet d’un intérêt considérable de la part des scientifiques et des chercheurs du monde entier : ils conditionnent notamment l’utilisation des traitements ciblés, progrès thérapeutique majeur en médecine, permettent de mesurer l’évolution d’une maladie ou d’indiquer un évènement physiologique particulier.

Après une période d’enthousiasme, force est de constater que le développement de biomarqueurs fiables est long et complexe et qu’il doit respecter des contraintes méthodologiques rigoureuses. Du fait de l’extraordinaire développement de la génomique et de la protéomique et de l’exposition du réseau international des instituts Pasteur à l’émergence de maladies nouvelles, l’Institut Pasteur et son réseau sont idéalement placés pour étudier l’intérêt des biomarqueurs pour le diagnostic et le pronostic des maladies dans le cadre de la santé globale. Ce MOOC a pour objectif de faire le point sur l’intérêt des biomarqueurs pour la santé publique, en s’appuyant notamment sur les activités de recherche des trente-trois instituts du Réseau International des instituts Pasteur.

Ce MOOC est organisé en quatre chapitres : le premier introduit les définitions et les aspects méthodologiques des biomarqueurs ; le second propose, à partir d’exemples ciblés (VIH, arboviroses, paludisme, tuberculose, etc.) d’établir un état des lieux sur l’utilisation des biomarqueurs dans les maladies infectieuses ; le troisième chapitre s’intéresse aux biomarqueurs en oncologie ; le quatrième chapitre se concentre quant à lui sur l’utilisation des biomarqueurs dans le cadre des maladies non-transmissibles (maladies rares, Alzheimer, maladie du foie, etc.).

Ce MOOC s’articule autour de deux points marquants : tout d’abord, l’indiscutable intérêt diagnostique, pronostique et/ou thérapeutique des biomarqueurs développés ou en cours d’identification. À chaque étape de la prise en charge d’un patient, du diagnostic d’une pathologie à son traitement, les biomarqueurs sont utiles et permettent d’espérer une « médecine personnalisée » pour demain. Le second point concerne les limites de la plupart des biomarqueurs : sensibilité ou spécificité perfectibles ; application à un sous-groupe de patients uniquement, dans une pathologie donnée ; faible durée de leur demi-vie (du fait de l’apparition de biomarqueurs plus performants ou par le progrès thérapeutique), réduisant leur pertinence clinique. La recherche sur les biomarqueurs demeure essentielle pour dépasser ces limites, définir de nouvelles combinaisons de différents biomarqueurs, optimiser leur performance et par-là même leur usage. Nous espérons que ce MOOC et les QCM associés clarifieront l’usage des biomarqueurs dans la médecine de demain, leurs forces et leurs limites.

Format

This MOOC is organized into 4 modules: general information on biomarkers, biomarkers in infectious diseases, biomarkers in oncology and biomarkers in metabolic and inflammatory diseases, followed by 2 short concluding sessions on future perspectives for biomarkers. For each module, the forum will be open for discussion.

Ce MOOC est organisé en 4 modules : introduction et définition des biomarqueurs, biomarqueurs dans les maladies infectieuses, biomarqueurs en cancérologie et biomarqueurs dans les maladies métaboliques et inflammatoires, suivis de 2 courtes conclusions permettant de dresser des perspectives d’avenir. Pour chaque module, des discussions sont ouvertes sur le forum.

Course syllabus /plan du cours

Chap I : Introduction

• Françoise Barré-Sinoussi : Biomarkers and IPIN
• Stanislas Pol : What are we up to with biomarkers?
• Antonin Ginguay : The role of CA 125 and HE4 in the history of biomarkers +
• Catherine Larue : Validation of biomarkers
• Arnaud Fontanet : Definition of a good biomarker from a statistical point of view
• Amalio Telenti : Use of pharmacogenetics
• Matthew Albert : Biomarkers: from research to industrial development

Chap II : Biomarkers in infectious diseases

• Iryna Nikolayeva : Systems Biology Lab and Functional Genetics of Infectious Diseases Unit
• Laetitia Velly : Early biomarkers for the diagnosis of bacterial infection in emergency departments
• Yves Germani : biomarkers for meningitis diagnostics
• Didier Ménard : Biomarks of resistance to artemisinin
• Béatrice Jacquelin : Creation of diagnostic tools in case of outbreak : the Ebola example
• Brigitte Gicquel : Biomarkers for multi-drug resistance tuberculosis
• Elhem Yacoub : Biomarkers for Serodiagnosis of Human Mollicutes Infections
• Sean Kennedy : Biomarkers of microbiota
• John Hiscott : Biomarkers for patients infected with Human T cell Leukemia Virus
• Desmukh Gopaul : A device for the detection of (re)-emerging arboviral diseases

Chap III : Biomarkers in oncology

• Dominique Bellet : Biomarkers and therapeutic indications in oncology
• Iradj Sobhani : Colon and Rectal Cancer (CRC) et Biomarkers
• Pascal Pineau : Biomarkers and HCC

Chap IV : Biomarkers in metabolic and inflammatory diseases

• Darragh Duffy : Ultrasensitive detection of protein biomarkers for diagnosis of rare diseases
• Wilson Savino : biomarkers for non-communicable diseases : the case of Duchesne distrophy
• Sofiane Samir Salah : biomarkers for non-communicable diseases : the case of rheumatoid arthritis
• Vincent Chouraki : Biomarkers in Alzheimer
• Cosmin Voican : Biomarkers of excessive alcoholic intake

Chap V : Conclusions

• Sara Eyangoh : Development of biomarkers in IPIN – perspectives for biomarkers in the future
• Marie-Astrid Vernet : Conclusion - Take home messages