En raison du vieillissement de la population, la maladie d’Alzheimer (MA) est devenue un problème majeur en santé public. Le dosage des biomarqueurs présents dans le liquide céphalorachidien (Ab 1-42, tau et hepcidine) étant de bons indicateurs précoces de l’apparition et de l’évolution de la MA, il paraît essentiel de disposer de mesures fiables. Etablir la traçabilité métrologique des résultats aux unités du système international par le biais de méthodes de référence primaires ou de matériaux de référence certifiés d’ordre supérieur est un moyen privilégié pour évaluer et améliorer la fiabilité et la comparabilité des résultats dans le temps et entre les laboratoires. Des méthodes de dosages par LC-MS/MS pour ces trois biomarqueurs ont été développées et validées. Pour le dosage de l’hepcidine, la pureté de l’étalon peptidique a fait l’objet d’une caractérisation approfondie par spectrométrie de masse haute résolution qui permettra de standardiser les dosages de routine à l’échelle internationale.Mots clés : Peptides b amyloïdes, Protéine tau, Hepcidine, Biomarqueurs, Protéomique Clinique, Traçabilité métrologique, Spectrométrie de masse / Due to the aging of population, Alzheimer’s disease (AD), is becoming a major public health concern. Measurement of biomarkers (Amyloid Beta, tau and hepcidin) in cerebrospinal fluid being early diagnostic indicators of AD, reliable measurements are needed to detect and quantify them accurately. Establishing metrological traceability of results to the International System of Units through primary reference methods or higher-order certified reference materials is a privileged mean to assess and improve results accuracy and comparability across laboratories. Assays for these three biomarkers were set up and validated by LC-MS/MS. The hepcidin standard was further characterized by high resolution mass spectrometry, paving the road toward standardization at the international scale of results.Key words : b amyloids peptides, Tau protein, Hepcidin, Biomarkers, Clinical proteomic, Metrological traceability, Mass spectrometry

En biologie clinique, disposer de mesures fiables et comparables, indépendamment du temps et du laboratoire, est primordial afin de permettre une prise en charge et un suivi adaptés des patients. Le moyen privilégié est d’établir la traçabilité métrologique des résultats de mesure aux unités du système international (SI), notamment par le biais de méthodes de référence et de matériaux de référence certifiés d’ordre supérieur. Ces travaux de thèse se sont attachés à caractériser deux méthodes de référence primaires candidates. Une méthode d’énumération absolue des lipoprotéines par ES-DMA pour l’évaluation du risque cardiovasculaire a été développée et caractérisée. Les résultats obtenus ont mis en évidence certaines limitations instrumentales rendant l’établissement de la traçabilité au SI difficile. Malgré les avantages certains de cette méthode pour l’analyse avancée de lipoprotéines, la fidélité et la robustesse des mesures ne sont pas suffisantes pour la considérer comme méthode de référence primaire. Une méthode de quantification de l’hémoglobine glyquée HbA1c, un biomarqueur du diabète sucré, par LC-MS/MS associée à la dilution isotopique a été mise en place et validée. La traçabilité au SI des résultats de dosage a été établie, toutefois, les incertitudes de mesures demeurent élevées et la comparabilité avec la méthode de référence IFCC reste à évaluer sur un nombre plus significatif d’échantillons et de laboratoires. Pour conclure, ces travaux ont mis en évidence les défis associés à la mise en place de nouvelles chaînes de traçabilité ainsi que les problématiques liées au développement de méthodes de référence primaires pour le dosage de biomarqueurs complexes. / Ensuring reliability and between-laboratory comparability of in-vitro diagnostic test results is essential for appropriate and internationally harmonized decision making and patient follow-up. To this end, a privileged way is to establish results metrological traceability to the international system of units (SI) through the development of primary reference methods and higher order reference materials. This thesis aimed at characterizing two candidate primary reference procedures.A method for lipoprotein absolute quantification by ES-DMA for cardiovascular diseases risk assessment was developed and characterized. Results evidenced some advantages of this method compared to other advanced lipoprotein testing assays, but some instrumental weaknesses make the establishment of results traceability to the SI difficult in the current state-of-the-art. Precision and robustness are additionally not sufficient for this method to be considered as a primary reference method.A method for the quantification of glycated hemoglobin HbA1c, a biomarker of diabetes mellitus, by LC/MS/MS associated to isotopic dilution was implemented and validated. Results traceability to the SI units could successfully be established. However, measurement uncertainties remain large and comparability with the IFCC reference method is still to be further assessed on a significant number of samples and laboratories.To conclude, this study highlighted the challenges associated with the implementation of new traceability chains and the difficulties related to the development and characterization of primary reference procedures for the quantification of complex biological markers.

En biologie clinique, il est indispensable de disposer de mesures fiables et comparables dans le temps et entre les laboratoires afin de permettre un dépistage et un suivi appropriés des patients. Pour cela, il est indispensable d’établir leur traçabilité métrologique aux unités du système international notamment par des méthodes de référence primaires ou des matériaux de référence certifiés (MRC) d’ordre supérieur. Ces travaux de thèse ont consisté à développer et valider des méthodes de référence pour le cholestérol total, les triglycérides, le HDL-cholestérol et le LDL-cholestérol. Leur valeur ajoutée par rapport à une valeur consensuelle a été démontrée lors d’évaluations externes de la qualité. Elles ont également permis de certifier un MRC qui pourra être utilisé pour le contrôle qualité et/ou l’étalonnage des méthodes de routine. Nous avons montré que le MRC était commutable pour la plupart des méthodes de routine pour les différents biomarqueurs, ce qui a permis de l’utiliser pour évaluer leur justesse. Les méthodes de routine avaient généralement tendance à sous-estimer la concentration en triglycérides (en particulier aux valeurs basses) et à surestimer nettement la concentration de cholestérol total et de LDL-cholestérol (en particulier aux concentrations proches du seuil de décision clinique), ce qui se traduit par une augmentation du nombre de faux-positifs (patients traités à tort). Une approche de correction de non commutabilité a également été proposée afin de permettre l’utilisation de matériaux non commutables pour évaluer la justesse. Pour conclure, ces travaux ont démontré l’importance de disposer de méthodes de référence ainsi que de MRC commutables / Reliable measurements in medical biology are essential for early screening and appropriate follow-up of patients. Ensuring metrological traceability of clinical measurements to higher order reference methods or certified reference materials enables to obtain comparable results over time and between different laboratories that could use different methods to quantify the same biomarker.In this study, reference methods were developed and validated for lipid profile biomarkers (total cholesterol, triglycerides, HDL-C, and LDL-C). Their value added in proficiency testing schemes was demonstrated against consensus mean. They were also used to characterize a certified reference material (CRM) that may be used both as quality control and/or calibrator of field methods. The CRM was shown to be commutable for most field methods and lipid profile biomarkers, which proved it was suitable to assess trueness. Results of our multicenter study showed that field methods tend to underestimate triglycerides (particularly at low concentrations) and overestimate total cholesterol and LDL-C (especially around the clinical threshold), resulting in false positives and significant patient misclassifications. An approach of non-commutanility correction was also presented to allow trueness assessment with non-commutable samples. In conclusion, this work highlights the importance of using reference methods and also commutable CRM to rigorously assess accuracy of field methods used in clinical laboratories