Le rôle historique de la spectrométrie de masse dans le dépistage des nouveau-nés

Du test de Guthrie à une collaboration technologique unique en son genre

Le dépistage néonatal des troubles métaboliques héréditaires remonte au début des années 1960, lorsque le Dr Robert Guthrie, de Buffalo (New York), a mis au point le premier test de dépistage de la phénylcétonurie (ou PCU), une maladie métabolique dans laquelle les patients ne peuvent pas métaboliser l'acide aminé phénylalanine. Le "test de Guthrie" était simple, peu coûteux et capable de dépister des populations entières de nouveau-nés avant l'apparition d'une maladie invalidante.

Ces caractéristiques du "test de Guthrie" sont devenues la marque de fabrique de tous les tests de dépistage des nouveau-nés (NBS). C'est en partie grâce à ces caractéristiques que la spectrométrie de masse tandem quadripolaire a été appliquée avec succès au dépistage des nouveau-nés depuis le milieu des années 1990.

Waters a joué un rôle dans l'histoire du dépistage des nouveau-nés par spectrométrie de masse. Fin 1994, le Dr Mike Morris a commencé à travailler avec le Dr David Millington et le Dr Donald Chace de l'Université Duke, qui avaient expérimenté la mesure des acides aminés et des acylcarnitines par spectrométrie de masse à bombardement atomique rapide (FAB).

Le Dr Millington a été inspiré par le récit d'un clinicien(le Dr Charles "Charlie" Roe) concernant un enfant sauvé de la mort par une intervention thérapeutique révolutionnaire. C'est son application de la spectrométrie de masse à l'analyse de l'acylcarnitine qui a conduit au premier test de diagnostic de première ligne réalisé par spectrométrie de masse, l'analyse des taches de sang séché pour dépister les troubles héréditaires du catabolisme des acides gras et des acides aminés à chaîne ramifiée chez les nouveau-nés. (Incidemment, le Dr Millington a commencé sa carrière chez Micromass, Ltd, la société de spectrométrie de masse basée au Royaume-Uni qui a été rachetée par Waters Corporation en 1997).

En 2002, le Dr Chace a reçu le prix Sigi Ziering de l'American Association for Clinical Chemistry (AACC) pour sa contribution exceptionnelle à une publication dans le Journal Clinical Chemistry, pour ses travaux sur les mesures de l'acylcarnitine chez les nourrissons présentant une cause de décès inexpliquée. Le Dr Millington a reçu un certain nombre de prix pour ses recherches, notamment le prix Robert Guthrie de l'International Society for Newborn Screening (ISNS) en 2006 et le prix inaugural MSACL Distinguished Contribution to Clinical Mass Spectrometry en 2015.

L'extension du dépistage néonatal à un panel unifié de 34 troubles héréditaires a connu un tel succès aux États-Unis que les Centers for Disease Control and Prevention l'ont qualifié de l'une des dix plus grandes réalisations de santé publique de la première décennie du^XXIe siècle. Cette extension du dépistage néonatal n'a pu être réalisée qu'en utilisant la technologie de la spectrométrie de masse, car cette technique offre un moyen relativement simple, rapide et peu coûteux de dépister un panel aussi large de troubles métaboliques innés en une seule analyse.

Les aspects analytiques du dépistage néonatal des troubles métaboliques héréditaires nécessitaient un logiciel spécial de réduction des données. Ce besoin, reconnu en premier lieu par le Dr Morris, a donné lieu au développement du gestionnaire d'applications NeoLynx chez VG Biotech. Ce module logiciel a été développé en étroite collaboration avec les leaders d'opinion du domaine à l'époque, notamment l'Université Duke (Durham, NC), NeoGen (Pittsburgh, PA), l'Institute of Child Health (Londres, UK) et le King Faisal Specialist Hospital (Riyadh, Arabie Saoudite). En 2001, NeoLynx a reçu l'autorisation de mise sur le marché de la FDA américaine - une autre première dans une longue série de diagnostics cliniques basés sur la spectrométrie de masse chez Waters.

L'application de la spectrométrie de masse au dépistage néonatal s'est rapidement accélérée. Le premier programme de dépistage des nouveau-nés intégrant cette technique a été lancé à Westmead, à Sydney, en Australie, au début de 1997. Il a été rapidement suivi par l'expansion des programmes américains de dépistage des nouveau-nés en Nouvelle-Angleterre (Boston) et en Caroline du Nord (Raleigh) en 1998 - les trois laboratoires utilisant la technologie de spectrométrie de masse quadripolaire en tandem de Waters.

Aujourd'hui, les tests de dépistage néonatals basés sur la spectrométrie de masse pour plus de 30 troubles métaboliques héréditaires sont obligatoires dans la plupart des pays développés et connaissent une croissance rapide dans les pays d'Asie.

Il est rapidement devenu la norme de mesure pour cette fonction de santé publique très importante.

En 2004, l'État de Californie s'apprêtait à étendre son programme de dépistage néonatal à la spectrométrie de masse. En raison de la taille géographique de l'État et de sa grande population de nouveau-nés, il a été décidé d'équiper plusieurs laboratoires de l'État en instruments. Afin de maintenir la cohérence des résultats du dépistage sur plusieurs sites, l'État a décidé de mettre en œuvre une approche basée sur des kits et a choisi de travailler avec PerkinElmer, la seule société à l'époque à avoir des kits de dépistage des nouveau-nés sur le marché aux États-Unis.

Il y avait juste un hic. Les responsables du laboratoire de santé publique de Californie préféraient travailler avec les produits de spectrométrie de masse de Waters. Ils ont mis au défi les deux entreprises de travailler ensemble pour apporter une solution au marché. C'est ainsi qu'est né un partenariat mondial de plus de 12 ans entre Waters et PerkinElmer.

Au cours de ces douze années, des centaines de systèmes de spectrométrie de masse Waters ont été installés dans les laboratoires NBS du monde entier et des milliers de bébés ont vu leur vie influencée positivement par le dépistage néonatal. C'est avec humilité que Waters joue un rôle dans cette initiative qui a eu un impact si positif sur de nombreuses jeunes vies.

Références

1. Section spéciale : Métabolisme et fonction neuronale - Charles Roe - Numéro spécial d'honneur. Neuroscience Letters 637. (2017) 1-3.
2. Dix grandes réalisations en matière de santé publique - États-Unis, 2001 - 2010. Rapport hebdomadaire sur la morbidité et la mortalité (MMWR). 20 mai 2011 ; 60 (19) ; 619-623.

Articles de blog précédents sur le dépistage des nouveau-nés par spectrométrie de masse :

• Pourquoi la spectroscopie de masse en tandem est essentielle pour le dépistage des nouveau-nés