Repenser les essais cliniques avec des biomarqueurs numériques

De Czuee Morey

Ceci est un résumé d'une conférence que j'ai donnée au Life Science Forum Basel, Suisse, le 7 juin '18 et à l'eClinical Forum, Darmstadt, Allemagne, le 16 mai '18.

Que sont les biomarqueurs numériques ?

Je pense que tout le monde a déjà entendu parler d'un Fitbit, et nous sommes probablement nombreux à utiliser un Fitbit ou un appareil similaire pour suivre nos mouvements ou notre mobilité, et parfois même notre fréquence cardiaque. De plus en plus, de nombreuses applications pour smartphone destinées à la gestion de la santé sont également disponibles, avec ou sans connexion à ces appareils capteurs.

Il existe aujourd'hui plus de 318.000 applications de santé et plus de 340 dispositifs de détection, et le nombre d'applications double tous les deux ans.

Cette poussée technologique a permis aux "consommateurs" de suivre leur santé, mais elle représente également une possibilité intéressante de surveillance à distance des patients dans le domaine des soins de santé et des essais cliniques. Les données collectées sur l'activité et les signes vitaux d'un patient peuvent être utilisées pour se faire une idée quotidienne de l'état de santé du patient et de l'évolution de sa maladie. Le problème, cependant, est que la majorité de ces applications et appareils sont destinés à des fins de bien-être et non de diagnostic ou de traitement de maladies.

Alors, comment pouvons-nous utiliser ces appareils numériques comme biomarqueurs - c'est-à-dire pour obtenir une description précise d'une maladie, de son évolution ou de l'effet d'un traitement !

C'est une question autour de laquelle s'articule le domaine des biomarqueurs numériques.

Comment les wearables peuvent-ils aider dans les essais cliniques et les soins de santé ?

Dans un essai clinique typique ou dans un environnement clinique, le patient ne se rend pas à l'hôpital ou à la clinique plus d'une fois par mois, voire moins souvent. Le clinicien ne peut donc observer les signes et les symptômes du patient que pendant cette visite et n'a pratiquement aucune visibilité sur l'état de santé du patient pendant les 99% du temps qu'il passe en dehors de la clinique. Même dans certains cas, comme les troubles neurologiques, les évaluations faites par les médecins sont basées sur des observations, ce qui entraîne une variabilité des évaluations entre les cliniques.

Les patients ne sont observés que lors des visites à l'hôpital et, dans de nombreux cas (comme pour les maladies du SNC), les évaluations des maladies sont basées sur l'observation médicale et non sur des mesures quantitatives et impartiales.

Lorsque des biomarqueurs numériques sont utilisés, les patients peuvent effectuer ces tests depuis le confort de leur domicile à l'aide de smartphones ou de capteurs. Par exemple, dans une étude sur la maladie de Parkinson, différents aspects de la santé du patient (comme le montre l'illustration) ont été recueillis à distance à l'aide d'applications basées sur des smartphones. Cela permet de collecter des données quantitatives et non biaisées sur une base fréquente ou presque continue. Le clinicien peut obtenir un feedback presque en temps réel sur chaque patient, qu'il aille mieux ou moins bien. Ce feedback peut contribuer à informer le protocole d'étude, voire à arrêter l'étude si le médicament ne semble pas fonctionner chez la plupart des patients.

 

La Clinical Trials Transformation Initiative (CTTI) fournit un cadre et des instructions détaillées pour le développement de biomarqueurs numériques. Ils esquissent également différents avantages de l'utilisation de biomarqueurs numériques dans les essais cliniques, tels que l'orientation vers le patient et la possibilité de prendre des décisions plus rapidement, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les coûts.

"Les technologies mobiles pour la collecte de données devraient être envisagées dans toutes les études futures afin d'améliorer la qualité et l'efficacité des essais cliniques et la valeur des données collectées. - Recommandations du CTTI

Pourquoi devons-nous valider les biomarqueurs numériques ?

Récemment, quelques accidents de voiture autopilotés ont fait la une des journaux, alors que nous avons chaque jour des centaines d'accidents de voiture dus à des erreurs humaines ! Lorsque nous avons affaire à des vies humaines (par rapport aux prédictions d'achats en ligne), nous voulons nous assurer que l'appareil et les algorithmes font des prédictions précises, même dans les conditions changeantes du monde réel.

C'est pourquoi nous devons développer et valider rigoureusement les biomarqueurs numériques afin de nous assurer que nous capturons réellement ce que nous voulons capturer.

Réflexions sur le développement et la validation de biomarqueurs numériques.

1. Choix des critères d'évaluation : La première et la plus importante considération lors du développement de biomarqueurs numériques n'est pas de savoir quel dispositif utiliser, mais de décider quels symptômes de la maladie doivent être enregistrés et qui représentent le mieux la maladie. Il est nécessaire d'impliquer les patients, les soignants et les médecins dans la discussion afin de comprendre quels symptômes sont importants pour les patients. Dans le même temps, il est important de se demander si ces symptômes peuvent être mesurés objectivement et quelle est la modification raisonnable de la mesure qui reflète les avantages du traitement.
2. Sélection et validation des appareils: Une fois que les critères d'évaluation à mesurer ont été clairement définis, il est possible de sélectionner l'appareil approprié. La technologie de l'appareil doit être vérifiée (erreurs de mesure, écarts, etc.) et l'appareil doit également être validé pour l'application spécifique (reproductibilité, exactitude et précision par rapport à la norme de référence ou à des mesures indépendantes). Une étude observationnelle est nécessaire pour garantir l'adéquation de l'appareil avant son utilisation dans un essai.
   
3. Collecte et analyse des données :La mesure continue des signes vitaux chez plusieurs patients permet d'obtenir une multitude de données qui ne sont pas toujours nécessaires pour obtenir les résultats escomptés. Il est donc nécessaire de déterminer, au cours de l'étude de faisabilité, les mesures qu'il est utile de collecter. Il est important d'établir des contrôles appropriés pour garantir la qualité des données et traiter les données manquantes et la variabilité des données, et la maxime "garbage in - garbage out" s'applique non seulement aux données d'entrée, mais aussi aux modèles statistiques utilisés

 

Les algorithmes et les modèles statistiques développés pour convertir les données d'entrée en un phénotype cliniquement pertinent doivent également être validés. Ceci est particulièrement important étant donné que les données sont collectées dans le monde réel et non dans un environnement clinique, ce qui peut entraîner beaucoup de bruit et de valeurs aberrantes.

Quelles maladies peuvent être suivies à l'aide de biomarqueurs numériques ?

"Il y a un manque de mesures dérivées de la technologie qui sont utilisées comme évaluations réelles des résultats dans les études sur les maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, pour lesquelles il existe un besoin important non satisfait de mesures". - CTTI

Les mesures des maladies cardiaques et du diabète sont des domaines d'application fréquents pour les dispositifs basés sur des capteurs. Cependant, les biomarqueurs numériques pourraient avoir le plus grand impact dans la surveillance des maladies du SNC, car ils nous donnent la possibilité de mesurer des symptômes qui, jusqu'à présent, étaient en grande partie non traitables. Un article récent de Roche décrit une étude d'observation sur l'utilisation de biomarqueurs numériques pour la surveillance active et passive dans une étude sur la maladie de Parkinson.

 

Plusieurs dispositifs de capteurs sont disponibles pour suivre différents aspects de la santé tels que l'activité, la fréquence cardiaque, la glycémie et même le sommeil, la respiration, la voix et la température. La plupart des smartphones sont équipés de plusieurs capteurs qui peuvent effectuer différents tests basés sur le mouvement, le bruit et la lumière. En outre, le smartphone peut être utilisé pour des tests psychologiques ou pour détecter les mouvements des doigts via l'écran tactile. Ces mesures peuvent être utilisées dans différentes combinaisons afin de prédire les aspects de santé ou les symptômes nécessaires. J'ai donné quelques exemples ci-dessous.

 

Thérapeutique numérique - la prochaine frontière

Comme vous pouvez l'imaginer, les biomarqueurs numériques peuvent avoir différentes applications au-delà des essais cliniques, par exemple dans le domaine du diagnostic - pour identifier les patients atteints d'une maladie, pour recueillir des preuves du monde réel et pour d'autres services au-delà de la pilule.

Cependant, l'application la plus intéressante est la thérapie numérique, où l'appareil/l'application peut être utilisé(e) comme traitement ! L'année dernière, Pear Therapeutics a reçu la toute première approbation de la FDA pour une thérapie numérique. L'utilisation de l'application Pear Therapeutics pour traiter les troubles liés à l'utilisation de substances a donné des résultats cliniquement pertinents par rapport à une thérapie en face à face. Des résultats similaires ont également été obtenus dans d'autres domaines thérapeutiques.

 

Défis à relever

Les biomarqueurs numériques offrent une grande opportunité de mesurer les critères d'évaluation d'une manière distante, objective et impartiale, ce qui a été largement difficile jusqu'à présent. Cependant, il reste quelques défis à relever avant de les développer et de les utiliser pour mesurer les critères d'évaluation dans les essais cliniques. Une analyse risque/bénéfice des avantages et des risques au cas par cas peut aider à orienter le développement dans ce domaine.

Quels sont, selon vous, les principaux défis liés à la mise en œuvre des biomarqueurs numériques dans l'environnement clinique ? N'hésitez pas à nous faire part de vos commentaires ci-dessous !

 

 

Je suis consultant en innovation et analyste commercial dans le domaine de la santé numérique chez Wega Informatik à Bâle.
Contactez-moi à l'adresse czuee.morey@wega-it.com pour des missions de conseil ou des projets liés aux biomarqueurs numériques ou à d'autres projets dans le domaine de la santé numérique.