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Apport de la protéomique fonctionnelle au suivi du sportif de haut niveau : expérience d’une équipe cycliste professionnelle

Dr Gérard Guillaume (Cabinet de rhumatologie, traumatologie et diététique du sport, Paris (ancien médecin de l’équipe cycliste de la FDJ.fr)) - Dr Pierre Dorfman (CEIA SAS, Lacenas) - Alain Reymond (CEIA lab, Bruxelles, Belgique)

Introduction

Le règlement de l’Union cycliste internationale (UCI), tout comme celui de la Fédération française de cyclisme (FFC), impose aux coureurs cyclistes professionnels quatre bilans sanguins annuels. Les résultats de ces prises de sang sont plus destinés à enrichir un passeport biologique qu’à s’assurer de l’état santé du coureur.

Le passeport biologique de l’athlète

Contenu du passeport biologique

Le passeport biologique de l’athlète (ABP) est un dossier électronique individuel, propre à chaque coureur, dans lequel sont réunis les résultats de tous les contrôles antidopage réalisés sur une période donnée en lien avec ce programme.
L’ABP contient ainsi :
• l’ensemble des résultats des contrôles urinaires et sanguins réalisés,
• un profil hématologique établi sur la base des paramètres hématologiques analysés dans une série de prélèvements sanguins,
• et un profil longitudinal stéroïdien, constitué des résultats combinés des niveaux de stéroïdes sur un panel d’échantillons d’urine.

Profil hématologique/stéroïdien

En suivant ces paramètres de façon constante tout au long de la carrière d’un coureur, il est possible d’établir son profil hématologique/stéroïdien afin de déterminer ses valeurs « normales » et de mieux faire apparaître d’éventuelles variations.
Il s’agit là d’une méthode « indirecte » de détection du dopage. Toute variation significative par rapport aux niveaux « normaux » d’un athlète est susceptible d’être étudiée pour déceler de possibles manipulations. Ce suivi longitudinal du coureur complète la méthode de détection « directe » consistant à chercher des traces de substances ou de méthodes prohibées dans des échantillons individuels.

Le suivi de santé

Dans ce contexte, le suivi de la santé du coureur est laissé à l’initiative du médecin d’équipe.

Limites des bilans classiques

Outre le fait qu’un sportif de haut niveau, comme tout un chacun, peut être confronté à la maladie, le problème auquel doit faire face le médecin du sport est celui de la détection du surentraînement. De ce point de vue, les bilans classiques sont totalement inadaptés à l’analyse de la fatigue, plainte la plus fréquente du sportif. Ce dernier est toujours perturbé quand il apprend que son état de fatigue physique et/ou psychique n’a aucune traduction biologique sur les prises de sang habituelles.

Variabilité du rythme cardiaque et protéomique fonctionnelle

De notre expérience, forte d’une vingtaine d’années de suivi de cyclistes, deux examens se détachent dans ce suivi :
• l’étude de la variabilité du rythme cardiaque
• et le bilan de protéomique fonctionnelle (Proteomis), analyse biologique proposée par le Centre européen d’informatique et d’automation (CEIA) aux médecins prescripteurs depuis plus de 40 ans, fondée sur un panel de tests d’équilibre biophysique du sérum (TEBS).

La protéomique fonctionnelle et les TEBS

Le protéome

Tout comme la génomique s’intéresse aux gènes et à leur expression, la protéomique consiste à étudier l’ensemble des protéines d’un organisme, d’un fluide biologique, d’un organe, d’une cellule, ou même d’un compartiment cellulaire. Cet ensemble de protéines nommé « protéome », en référence au « génome », est une entité complexe et dynamique, dont le contenu se modifie en permanence en fonction des conditions intra- ou extracellulaires. De plus, par le biais de réarrangements qui modifient ses fonctions biologiques (épigénétisme), un même gène peut donner naissance à plusieurs protéines. Le protéome contient donc un nombre beaucoup plus important de protéines que le génome ne contient de gènes. Comme l’illustre fort bien Jérôme Garin dans le dossier de l’Inserm consacré à cette nouvelle discipline scientifique (1) : « La protéomique, c’est l’histoire de la chenille et du papillon. Ces deux organismes apparemment si différents ont exactement le même génome. Ce qui les distingue, ce sont les produits finaux d’expression de leurs gènes, c’est-à- dire leurs protéines. Cet exemple montre à quel point il est nécessaire, pour comprendre un organisme, de s’intéresser à ses protéines et pas seulement à son génome. »

L’étude des protéines sériques

La piste suivie par le Dr Éric Reymond et ses collègues à partir des années 1970 pour l’étude des protéines sériques repose sur la capacité qu’elles ont à floculer, puis à précipiter de manière différentielle, en fonction de leur structure (glycoprotéines, immunoglobulines, lipoprotéines), en présence d’un réactif donné. Cette méthodologie, fondée sur la cinétique de floculation (ou de solvatation), s’inspire largement de tests empiriques mis au point entre les deux guerres pour l’évaluation de la fonction hépatique (2) et des processus infectieux ou inflammatoires (3). Elle a surtout bénéficié des progrès technologiques en analytique et intégré, pour l’étude du protéinogramme, la focalisation isoélectrique (EIF), méthode de référence en électrophorèse bidimensionnelle.

Les tests d’équilibre biophysique du sérum

Partant du principe que les protéines sont le support du vivant, les concepteurs de ce bilan se sont dit que tout problème de santé devrait avoir une traduction sur les protéines sériques, ce qui est globalement vrai, mais malheureusement pas systématique. Tout d’abord intuitive et empirique, la méthode du CEIA a permis d’établir, grâce au développement d’algorithmes d’interprétation performants, un lien direct entre le protéinogramme sérique, le diagnostic, le pronostic et la thérapeutique (4, 5). Véritable analyse de biologie fonctionnelle, les TEBS fournissent au praticien une image dynamique et globale de l’état de santé de son patient.

Les catégories de tests

Grands groupes de protéines

Le protéinogramme et les tests de floculation permettent de séparer quatre grands groupes de protéines, identifiées par un code couleur, représentant les grands systèmes de l’homéostasie du système colloïdal sérique :
glycoprotéines acides ou GP (pHi 3,5 à 6,5) en relation avec la réactivité de l’immunité cellulaire à modulation adrénergique (paramètres en vert sur le rendu du bilan) ;
lipoprotéines neutres ou LP (pHi 7) en relation avec la réactivité du système nerveux à modulation neurovégétative (paramètres identifiés en rouge sur le profil) ;
immunoglobulines basiques ou IG (pHi 7,5 à 9,5) en relation avec la réactivité IG endogène à modulation endocrinienne (en bleu sur la courbe du bilan) ;
tests larges ou TL (pHi 3,5 à 9,5) en relation avec la réactivité IG exogène du système mucosal (MALT = mucosa associated lymphoid tissue) (paramètres en violet sur la courbe).

Profil de réactivité

Par référence aux valeurs de normalité définies pour une population donnée (ajustées en fonction de l’âge et du sexe du patient), il est possible de construire un profil de réactivité pour l’ensemble des paramètres (53 au total) dont l’aspect en V détermine des prédispositions pathologiques, celles-ci étant de plus en plus marquées à mesure que l’on s’éloigne de la zone de normalité. Des profils caractéristiques de cyclistes professionnels avec leurs interprétations et les orientations thérapeutiques qui en découlent serviront d’exemples pour illustrer nos propos.

Résultats

Le tableau 1 reprend succinctement les éléments clés qui caractérisent les quatre catégories de tests, suivant que les paramètres sont situés en dessous (- 0,5 σ) ou au-dessus (+ 0,5 σ) de la zone de normalité.

Les objectifs

Diagnostic et suivi d’affections chroniques

La méthode du CEIA a largement fait la preuve de son utilité dans le diagnostic et le suivi d’affections chroniques mal définies du point de vue nosographique, comme la fibromyalgie (6), le syndrome de fatigue chronique ou les affections dermatologiques courantes.

Identification de facteurs de risque ou de prédispositions

Il s’avère également être un outil performant pour l’identification de facteurs de risque ou de prédispositions pathologiques, jusqu’alors mal cernés par les analyses biologiques classiques. C’est le cas notamment du facteur HDL-C du bilan lipidique qui est considéré, avec juste raison, comme le « bon cholestérol » vis-à-vis des risques cardiovasculaires, mais dont l’élévation pourrait traduire un dysfonctionnement au niveau du système nerveux (7, 8).

Exploration des perturbations du système immunitaire

L’exploration fine des perturbations du système immunitaire est une autre piste offerte par le bilan CEIA, en complément de certains tests biologiques comme le typage lymphocytaire. Les pathologies hormonales et maladies auto-immunes (9, 10) ont d’abord fait l’objet de travaux de recherche clinique en dehors du sport. L’analyse rétrospective d’une série de patients suivis en cabinet de ville présentant des profils « HyperBleus » purs (augmentation spécifique des tests en rapport avec les immunoglobulines basiques) a permis d’établir que ces profils sont très souvent associés, chez la femme en période génitale (3 cas sur 4), à des pathologies auto-immunes (thyroïdites, SEP, psoriasis, polyarthrite rhumatoïde) et/ ou à des problèmes gynécologiques (troubles du cycle, stérilité, bouffées de chaleur…).

Aide à la décision thérapeutique

Outre son intérêt comme outil d’orientation diagnostique, les TEBS fournissent au praticien une aide à la décision thérapeutique, puisqu’en fonction du profil de la courbe du patient sont proposés différents traitements de médecine naturelle tels que phytothérapie, gemmothérapie, huiles essentielles, organothérapie, sels minéraux et oligo-éléments. Il offre également la possibilité de contrôler l’impact d’un traitement, en suivant au cours du temps l’évolution des bilans (11) et en réorientant, si besoin, la thérapeutique en fonction des corrections observées.
Au fil du temps, plus de 1 000 plantes et minéraux ont été étudiés. Il en résulte une banque de données informatique qui, moyennant des calculs complexes, propose pour chaque profil les remèdes théoriquement optimaux, en fonction de la répartition des paramètres.

Biomodulation

En complément de ces approches traditionnelles, le laboratoire du CEIA a développé des remèdes spécifiques directement dérivés des tests de floculation, appelés « anti-fractions sériques », qui ciblent certains paramètres particulièrement déviés sur la courbe (le plus souvent en « Hyper »). Ces remèdes de biomodulation, préparés selon la pharmacopée homéopathique à partir de sérums de lapins immunisés avec les fractions protéiques précipitées, sont identifiés par le nom du test/réactif correspondant et prescrits en moyennes dilutions (7CH, le plus souvent) dans le but de normaliser le ou les tests perturbés.

Le bilan de protéomique fonctionnelle du CEIA s’intègre de fait dans la mouvance actuelle de la médecine 4P (Préventive – Prédictive – Personnalisée – Participative) qui répond à un besoin réel d’évolution de nos systèmes de santé (12).

Application au domaine du sport de haut niveau : suivi d’une équipe cycliste professionnelle (13)

La mission première du médecin en charge de l’équipe est de lui permettre de réaliser les performances attendues, tout en respectant le capital santé de chaque coureur et les contraintes réglementaires liées à la pratique du cycliste professionnelle.

Des approches diagnostiques et thérapeutiques innovantes

À cet effet, il a la liberté de proposer des approches diagnostiques et thérapeutiques innovantes afin d’optimiser les capacités de chaque coureur et de dépister d’éventuels problèmes de santé :
• recours à des thérapeutiques non conventionnelles (acupuncture, laserothérapie…) ;
• développement d’une nutrition adaptée aux épreuves d’endurance (14) ;
• évaluation de méthodes physiologiques pour aider à la récupération après l’effort, telles que la cryothérapie corps entier (15) ;
• détection de la fatigue et du surentraînement par l’étude de la variabilité du rythme cardiaque ;
• utilisation du bilan de protéomique fonctionnelle en tant qu’outil prédictif.

De 1999 à 2010, nous avons complété, de manière ponctuelle, les analyses biologiques classiques par des bilans de protéomique fonctionnelle du CEIA, dans un souci d’aide au diagnostic et de support à la prescription de thérapeutiques de biomodulation.
Convaincus de l’intérêt de ce suivi, nous avons à partir de 2011 mis en place un travail plus systématique, en collaboration avec le CEIA, avec un double objectif :
• confirmer l’intérêt de ce bilan en tant qu’outil d’orientation diagnostique, notamment dans un contexte de méforme et/ou de fatigue inexpliquée ;
• rechercher un éventuel effet d’une pratique sportive intensive sur la typologie des bilans.

Les modalités du suivi

L’effectif concerné était de 64 cyclistes professionnels. Au total, 229 analyses ont été prescrites au cours de la période 1999-2015. Les bilans étaient pratiqués à différents moments de la saison, lors de stages, en période d’entraînement, au départ et à l’arrivée d’étapes de grands tours, selon l’état de forme du coureur. C’est ainsi que certains coureurs ont pu bénéficier d’un suivi sur une période de plus de 3 ans.

Les pathologies rencontrées chez les coureurs

Bien que globalement en bonne santé, de nombreux coureurs présentaient des tendances pathologiques sous-jacentes, avec par ordre de fréquence :
• une hyperréactivité bronchique (47 % de l’effectif),
• des intolérances alimentaires (23 %),
• des manifestations d’allergie (17 %),
• des signes digestifs (16 %),
• plus rarement, des troubles endocriniens (8 %) et neuropsychiques (7 %), ces pathologies sous-tendant des états de fatigue plus ou moins prononcés.
Ces susceptibilités individuelles ont pu être objectivées sur les TEBS.

La répartition des 229 profils par typologie, présentée sur la figure 1, met en évidence une prédominance des profils de type « HyperRouge » associés ou non à des profils « HyperViolets » ainsi qu’une forte représentation des profils « HypoVerts » et « HypoBleus » par référence à une population masculine de même tranche d’âge.

Figure 1 – Répartition des 229 profils en fonction des typologies détectées par l’algorithme du CEIA.

En analysant la complexité des bilans individuels, nous observons que seuls 9 % des coureurs présentent une courbe en V considérée comme « normale » (aucune typologie détectée) et que plus des deux tiers de l’effectif associent au moins deux typologies comme l’illustre la figure 2.

Figure 2 – Complexité des profils individuels définie à partir du nombre de typologies détectées par l’algorithme du CEIA.

La répartition des typologies en fonction des pathologies associées a également été étudiée.

Hyperréactivité bronchique

Des déviations parfois importantes des paramètres « Violet » (en lien avec le système MALT) sur les courbes en V, soit vers la droite (en « Hyper »), soit vers la gauche (en « Hypo ») sont notées dans le sous-groupe de coureurs souffrant d’hypersensibilité bronchique par rapport au sous-groupe indemne de cette pathologie (Fig. 3).

Figure 3 – Répartition des typologies moyennes établies pour chaque coureur en fonction de l’existence ou non d’un asthme d’effort.

Troubles allergiques

La répartition des typologies entre les coureurs avec et sans troubles allergiques diffère sensiblement comme le montre la figure 4.

Figure 4 – Répartition des typologies moyennes établies pour chaque coureur en fonction de l’existence ou non d’une allergie.

L’impact du terrain allergique semble s’exprimer surtout sur les paramètres « Verts » (témoin d’une inflammation à bas bruit) et les paramètres « Violet » (plus marqué pour le versant « Hyper »).

Troubles digestifs

La typologie « HyperViolet » apparaît plus fréquente chez les coureurs présentant une sensibilité marquée de la muqueuse digestive (Fig. 5).

Figure 5 – Répartition des typologies moyennes établies pour chaque coureur en fonction de l’existence ou non de troubles digestifs.

Cette interprétation est toutefois à relativiser compte tenu du faible nombre de bilans analysés.

Intolérance alimentaire

La comparaison des profils entre les deux sous-groupes illustrée par la figure 6 montre une prédominance des typologies « HyperRouges » et « HyperViolets » chez les coureurs souffrant d’intolérance alimentaire, avec une répercussion possible sur les capacités de défense immunitaire (plus forte proportion de profils « HypoVerts »).

Figure 6 – Répartition des typologies moyennes établies pour chaque coureur en fonction de l’existence ou non d’une intolérance alimentaire.

Troubles endocriniens

Chez les quelques coureurs de l’équipe en insuffisance endocrinienne, nous observons sur la plupart des bilans une forte déviation des courbes en « Hypo », surtout des paramètres « Bleus », « Violets » et « Verts » (Fig. 7), traduisant une baisse des défenses immunitaires (cellulaire et humorale endogène/exogène).

Figure 7 – Répartition des typologies moyennes établies pour chaque coureur en fonction de l’existence ou non de troubles endocriniens.

Cliquez pour retrouver les observations cliniques illustrées

Conclusion

Un intérêt dans le suivi des patients

Tout en n’ayant jamais obtenu la reconnaissance officielle qu’il mérite, le bilan de protéomique fonctionnelle du CEIA a montré tout son intérêt dans le suivi des patients, tant du point de vue diagnostique, pronostique que thérapeutique. Notre expérience confirme sa pertinence dans le suivi des sportifs, en particulier dans l’approche de la fatigue.
Les susceptibilités individuelles objectivées sur les TEBS n’ont pu permettre de définir des typologies en fonction des conditions de course, les contraintes imposées par le mode de fonctionnement d’une équipe cycliste ne nous permettant pas de réaliser les bilans comme nous l’aurions souhaité.

Particularités de la pratique intensive du cyclisme

La pratique intensive du cyclisme semble tout de même prédisposer à des profils « HyperRouges » et « HyperViolets », en rapport avec un régime alimentaire particulièrement riche en hydrates de carbone et des troubles de la perméabilité intestinale. Un aspect particulier, spécifique au cyclisme ? La typologie « HyperRouge » isolée qui reflète une irritation neuro-vasculaire de l’organisme, de type mécanique et non métabolique, qui peut aller jusqu’à la sténose de l’artère iliaque.

Une garantie de sécurité pour les sportifs

À une époque où le spectre du dopage reste présent et encore plus le risque de consommer un produit à visée thérapeutique inscrit sur la liste des interdits, la biomodulation proposée par le bilan du CEIA offre une garantie de sécurité aux sportifs. Fondée sur l’étude dynamique du protéome sérique, cette méthode d’analyse à la fois personnalisée et prédictive semble adaptée au suivi de l’état de santé des sportifs tant amateurs que professionnels :
• par le complément de diagnostic qu’il apporte, notamment face à un état de fatigue inexpliqué ou de méforme persistante ;
• par l’aide à la thérapie qu’il fournit ;
• par sa capacité d’évaluation du retentissement sur l’organisme de la pratique d’une activité sportive de haut niveau.

Bibliographie

  1. Garin J. Protéomique. http://www.inserm.fr/thematiques/basesmoleculaires- et-structurales-du-vivant/dossiers-dinformation/proteomique.
  2. Dick A. The cephalin-cholesterol flocculation reaction as a test of hepatic function. Br Med J 1945 ; 1 : 182-5.
  3. MacLagan NF. Flocculation tests: chemical and clinical significance. Br Med J 1948 ; 2 : 892-6.
  4. Reymond E. La méthode du CEIA ou l’analyse du vivant. Bruxelles : Editions Satas, 1999, 516 p.
  5. Fischer S, Herbosch S, Sauer H. Le bilan biologique C.E.I.A. Reconnaître précocement les causes des maladies et les traiter de manière ciblée avec la méthode de protéomique fonctionnelle du C.E.I.A. Bruxelles : C.E.I.A., 2015, 80 p.
  6. Herbosch S. Fibromyalgie : apport du bilan de protéomique fonctionnelle du CEIA dans la fibromyalgie. Documentation interne du CEIA.
  7. Herbosch S. Le paradoxe apparent des valeurs lipidiques différentes en biologie classique et dans le bilan CEIA, FDNR 5-10-2002, Bruxelles.
  8. Herbosch S. HDL-C : le bon cholestérol : mauvais pour le système nerveux ? Traduction française de l’article « HDL-C : Das gute Cholesterin schlecht für die Nerven ? », EHK 2012 ; 61 : 140-8.
  9. Tajar A, Reymond A. Endocrinologie et bilan CEIA, essai de mise en évidence de relations entre certaines variables d’endocrinologie et le bilan de protéomique fonctionnelle du CEIA, FDNR 2-10-2004, Bruxelles.
  10. Reymond PO. Profils protéomiques « hyper-bleus » et aspects auto-immuns hormono-dépendants, Congrès du 40e anniversaire du CEIA, 28-05-2011, Lyon.
  11. Dorfman P, Fischer S, Herbosch S et al. Applications cliniques du latex de Croton lechleri, plante majeure de la tradition amazonienne. La phytothérapie européenne, 2016 ; 93 : 8-19.
  12. Hood L. Systems biology and P4 medicine: past, present, and future. RMMJ 2013 ; 4 : e0012.
  13. Guillaume G, Dorfman P, Reymond A. Suivi d’une équipe de cyclistes professionnels à l’aide du bilan de protéomique fonctionnelle (Proteomis). 9e Congrès commun SFMES-SFTS, Pau: 22-24 septembre 2016 (communication orale).
  14. Guillaume G. La diététique du coureur cycliste professionnel et amateur et des sports d’endurance. Paris : José Carlin chez Jacques- Marie Laffont, 2015, 238 p.
  15. Guillaume G. La cryothérapie corps entier. Expérience d’une équipe cycliste professionnelle (dossier). MDS 2014 ; 114 :13-25.