Avec la collaboration de DADE BEHRING

Le Stratus Cardiac System:

Mod~rateur : J. Poller (Dourdan)

un instrument innovateur pour l'urgence cardiologique

M.-J. Bugugnani a, B. Capolaghi b

Introduction

Depuis ces deux derni~res ann~es, les marqueurs biologiques de l'infarctus du myocarde (IDM) ont beaucoup 6volu6 : les enzymes ont c6d~ la place & des prot6ines, des myofibrilles, de plus en plus sp6cifiques du myocarde. C'est un r~el progr~s et une efficacit~ accrue pour les cardiologues et les urgentistes. L'atout majeur dans ce domaine est la troponine ! cardiaque. La troponine est un complexe prot~ique des myofibrilles qui r6gule l'interaction de l'actine et de la myosine dans le muscle stri~. Ce complexe est form6 de trois sous-unit6s : I, T, C. La Tnl a pour rSle d'inhiber l'activit~ ATPasique du complexe actine-myosine, elle emp@che la contraction en l'absence de calcium. La TnT lie le complexe troponine & la tropomyosine. La TnC fixe le calcium et module l'action de la Tnl. La majeure partie de la troponine est li~e aux myofibrilles et une petite proportion, environ 3 % du pool de Tnl, est sous forme fibre dans le cytosol. C'est probablement ce pool plus accessible qui est lib~r6 tr~s vite apr~s un infarctus du myocarde, alors que la parfie li~e aux myofibrilles est relargu6e pendant 7 & 9 jours [1]. La Tnl est cod6e par trois g~nes diff~rents selon le type de muscles : - le muscle squelettique & contraction rapide, - le muscle squelettique & contraction lente, - le muscle cardiaque. L'isoforme cardiaque, Tnlc, diff~re des formes squelettiques par une cha~ne suppl6mentaire de 27 acides amines du c6t~ N-ter- minal et une h~t~rog~n~it~ de 40 % de la s~quence primaire [2, 3]. Ceci permet de preparer des Ac monoclonaux parfai- tement sp6cifiques de la Tnlc.

I. Qu'apporte la troponine I ?

Les courbes de cin6tique des diff~rentes mol~cules ]ib6r6es apr~s un IDM montrent que la plus pr~coce est la myoglobine, dans les deux premieres heures, mais tr~s vite normalis6e en 24 & 30 heures. Puis, la CKMB et la Tn! dans les 2 & 6'heures. La CKMB se normalise en 3 & 4 jours maximum, alors que la Tnl reste pr6sente jusqu'& 9 jours apr~s I'IDM. Ceci permet la Tnl de participer & un diagnostic soit pr~coce, soit r~tros- pectif. La Tnl n'est pas augment6e au cours d'atteintes du muscle squelettique, d'une insuffisance r~nale ou d'une hypothyro'fdie [4-8]. C'est actuellement le seul marqueur totalement sp~ci- fique du myocarde. Ainsi, son augmentation signifie toujours qu'il y a une souffrance myocardique non seulement au cours d'un infarctus, mais aussi d'une myocardite, d'une p~ricardite s~v~re, ou apr~s une chirurgie cardiaque. La sensibilit6 de la Tnl est teUe qu'elle permet de rep~rer des micro-infarctus que la scintigraphie ne voit pas mais dont les risques sont les m~mes que ceux des IDM sans onde Q. Plusieurs 6tudes ont aussi montr~ que des taux & peine aug- ment~s pouvaient @tre pr~dictifs d'un risque de mortalit~ & court terme au cours de l 'angor instable. Ainsi, l'~tude de Antman

[9] sur 1 400 cas d'angor instable montre que des taux supS- rieurs & 0,4 ng/mL plus de 6 heures apr~s la douleur sont asso- ci~s & une mortalit~ & 42 jours significativement plus 61ev~e que le taux inf~rieur & cette limite et que plus la concentration de Tnlc est ~lev~e, plus le risque de d~c~s augmente. Cette ~tude de Antman a 6t~ critiqu6e car elle prenait en compte des patients ayant un angor instable, mais aussi d'autres pr6sentant un infarctus sans onde Q. Une 6tude de Galvani [10], uniquement sur des patients pr~sentant un angor instable, arrive & la m@me conclusion sur la valeur predictive de la Tnlc.

2. Pourquoi doser ces marqueurs en urgence ?

On sait que plus le diagnostic est pr~coce, plus le traitement de reperfusion est instaur~ rapidement, meilleur est le pronostic en terme de gain de mortalit~ & 35 jours et de pr6servation de la fonction myocardique. C'est ce qu'a bien montr~ l'6tude Gusto avec des gains de mortalit6 de plus de 20 % si la reper- fusion est op~r~e dans les 6 heures. La thrombolyse pr~hospitali~re a ~t~ un progr~s suppl~men- taire dans le nombre de vies sauv6es : une m~ta-analyse des diff6rentes ~tudes montre qu'on sauve ainsi 23 vies pour I 000 par heure gagn6e, soit une r~duction de mortalit~ de 50 % [11]o Pour ~valuer la reperfusion, en plus des signes cliniques et ~lec- triques ou la coronarographie, la cin~tique de la myoglobine ou de la Tnl sont un moyen non invasif pr~cieux : la reperfu- sion se traduit par une apparition plus rapide du marqueur. L'~volution de la Tnl 90 minutes ou 2 heures apr~s le traite- ment semble plus sensible que celle de la myoglobine [12-14].

3. M~thodologie et concepts du Stratus Cardiac System

Face au contexte de l'urgence en cardiologie et ~ une demande en nouveaux param~tres clairement identifies, l 'immunoana- lyse et son corrolaire - l'automatisation - n 'ont cess6 d'~vo- luer depuis le d~but des ann~es 80. Les axes de d~veloppe- ment tels que l'optimisation de l'organisation, l'am61ioration des performances des automates, la recherche de meilleures sensibilit~ et sp6cificit6 ou la n~cessit~ d'une standardisation ont permis aux industriels de r~pondre aux besoins des bio- Iogistes par une approche instrumentale diff6rente selon la faille et l'organisation des structures. La solution d'un appareil unique se trouve en concurrence avec des analyseurs plus particuli~- rement d6di6s & des secteurs sp~cifiques du laboratoire, tels que l'urgence, la s6rologie ou l'immunoanalyse sp~cialis~e (can- c6rologie, allergologie, endocrinologie...).

a Service de biochimie Centre hospitalier g~n~ral 20, rue Armagis 78105 Saint-Germain-en-Laye cedex b Service de biochimie Centre hospitalier r~gional de Metz-Thionville B.R 60327 57126 Thionville cedex

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Le nouvel automate d'immunoanalyse introduit par la soci~t& Dade-Behring se positionne clairement sur le cr~neau des urgences. En termes de classification [15] selon la marque, le signal ou la phase solide, il se positionne identiquement & la famille Stratus puisqu'il reprend, en incluant une amelioration majeure (les dendrim~res), le principe d'&lution radiale sur une matrice fibreuse avec r~v~lation fluorim~trique par le couple phos- phatase alcaline-m~thylombelliferonnephosphate. Les concepts innovateurs de cet automate r~sident dans le trai- tement du specimen et l'optimisation des r~actifs.

FIGURE 1 i~clat6 du Stratus Cardiac System

d'¢ml

II s'agit en effet du premier syst~me d'immunoanalyse de paillasse travaillant & partir d'un specimen de sang total pr~- lev~ sur tube h&parin~ ferm~ et incluant une centrifugation int~- gr~e (figure 1). L'&tape de pr~l~vement est r~alis&e apr&s avoir positionn~ le tube primaire pr~identifi~ par lecture code-&-barres sur un sup- port & usage unique permettant le perqage du tube par pres- sion. Un contr61e de process permet & l'appareil de g~rer la quantit~ de sang total introduite dans un rotor & usage unique qui, apr~s transfert, est soumis & une centrifugation axiale. Le plasma est pr~lev~ & partir soit du rotor, soit d'une cupule ext~rieure par pipettage utilisant des embouts de pipette usage unique en plastique conductif (d~tection par effect capa- citif) et muni d'un filtre interne. La sortie du premier r~sultat, centrifugation incluse, est de 13 minutes pour le premier param~tre puis toutes les deux minutes pour les trois param~tres compl&mentaires maximum. Cette nouvelle approche de travail tube par tube, sp&cifique- ment d&di&e & l'urgence, est en cours d'~valuation ,, ergono- mique ~.

FIGURE 2 Synth6se d'un dendrim6re

L'autre innovation majeure du syst~me est l'utilisation de mol~- cules arborescentes pour am&liorer les qualit&s analytiques de la m~thode. Les dendrim~res [16, 17] sont des polym&res &toil&s ou macro- mol~cules de structure fractale obtenues en greffant des branches mol&culaires & l'extr&mit~ d'autres branches (figure 2). Ces mol~cules sont synth~tis~es & partir d'une mol~cule de base, type NH3, sur laquelle les liaisons actives (-H) seront mul- tipl~es par 2, & chaque greffage d'un monom&re (acrylate de m~thyl-~thylenediamine). Leurs propri&t~s d'hydrosolubilit&, de stabilit& et de rigidit~ structurale pr~sentent un grand int~r~t en immuno-analyse. L'utilisation des dendrim~res permet un couplage ais~ avec d'autres mol&cules telles que les anticorps, une acc~l~ration de la cin~tique de r~action, une diminution de la quantit& de r~actifs, une augmentation de la sensibilit~ et une souplesse d'utilisation.

4. Performances analytiques sur le Stratus Cardiac System

Plusieurs ~valuations de l'appareil ont d~j~ ~t~ publi~es au congr~s de I'AACC & Atlanta par Hall et Mc Keon [18, 19] en juillet 1997 et au congr~s de I'IFCC & B&le, en ao~t 1997, par Bauer [20]. La limite de d~tection est : - pour le Tnlc : inf~rieure & 0,03 ng/mL, alors qu'elle est aux alentours de 0,3 ng /mL pour le Stratus ; - pour la myoglobine : elle est de 0,76 ng /mL (Stratus : 2 ng/mL). La comparaison du Stratus Cardiac System au Stratus montre, pour la Tnl, une pente & 0,96 et un intercept & 0,16 ng/mL (r = 0,996) et, pour la myoglobine, une pente & 0,94 et un intercept & 2 ng /mL (r = 0,980).

TABLEAU I

ITnl¢iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii?

, Myoglobine

0,11 1,28

21,17

43,5 245 405

9,1 1,6 1,9

6,7 6,6 7,5

1,6 1,3

6,7 0,9 2,1

La calibration est stable au moins 30 jours. La precision est bonne, m~me pour des concentrations faibles (tableau I). Aucune interference significative de l'h~molyse, de la lactes- cence ou de l'hyperbilirubin~mie a ~t~ notre.

5. Place du Stratus Cardiac System dans la strat~gie diagnostique de I'IDM

Une ~tude de Altinier [21], publi~e & I'AACC de juillet 1997, montre que, parmi les marqueurs cardiaques, la Tnl a la plus grande sp~cificit~ diagnostique et la myoglobine a la plus grande sensibilitY. Un consensus s'~tablit pour une strat~gie combinant ces deux param~tres, aboutissant & une sensibilit~ de 82 % et une sp~cificit~ de 100 %. II est essentiel qu'un dialogue clinicien-biologiste s'instaure pour une meilleure efficacit~. Myoglobine et troponine I cardiaque sont un apport pr~cieux pour le diagnostic, Iorsque les signes cliniques et I'ECG ne sont pas assez contributifs. Plut6t que de parler de valeur-seuil pour la concentration de ces marqueurs, il vaut mieux observer leur cin~tique entre l'ad-

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mission et une ou deux heures apr~s, particuli~rement lorsque le seuil n'est pas encore atteint du fait de la pr~cocit~ de la prise en charge m~dicale : un taux de Tnl inf~rieur & 0,4 ng/mL plus de 6 heures apr~s la douleur permet d'~carter le diagnostic d'IDM.

Le Stratus Cardiac System permet de donner le r~su[tat simul- tans des deux marqueurs cardiaques en 15 minutes, centrifu- gation incluse, avec une fiabilit~ acccrue pour les concentra- tions de Tnl inf~rieures ~ 0,5 ng/mL, sans faux positif li~ & la presence de fibrine (tube h~parin~). C'est LLn appareil innovant qu'il convient de mettre en situation pour illustrer son int~r@t dans la cha~ne de l 'urgence cardiaque.

R~f~rences

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