Digital diagnostics and biomarkers: the future of industry?

Aujourd’hui dans l’industrie pharmaceutique on entend de plus en plus parler de biomarqueurs digitaux pour la recherche clinique ou le suivi des patients. Si l’on part d’une définition simple, les biomarqueurs digitaux sont des mesures physiologiques, comportementales générées par les patients, collectées à partir d’outils numériques (smartphone, objets connectés, site web, réseaux sociaux…) et validées cliniquement.

Plusieurs usages de ces biomarqueurs digitaux émergent : accompagnement dans les essais cliniques (détection de signaux faibles par exemple), aide au diagnostic de certaines pathologies ou suivi du patient et de la progression de la maladie.

De nombreux acteurs se sont lancés sur le développement de biomarqueurs digitaux : start up, acteurs de la tech, GAFAM et laboratoires pharmaceutiques.

Source : © HumanFirst – 2022 (1)

De plus en plus de laboratoires s’intéressent à ce sujet et nouent des partenariats avec des sociétés ou start up spécialisées (Ad Scientam, Owkin, Huma, Cerba research…) ou des géants du numérique comme Apple (via Apple Watch ou ResearchKit), Google (Verily, Fitbit) et Samsung.

On imagine assez facilement les usages dans les services R&D au niveau des phases d’essais cliniques ou le suivi des patients dans l’évolution d’une maladie.

A titre d’exemple on peut citer la collaboration entre Biogen et Apple qui ont lancé une étude observationnelle en neuroscience via l’Apple Watch et l’iPhone ou Bayer qui accompagne la start-up Huma (ex Medopad) dans le développement d’une bibliothèque de biomarqueurs digitaux pour les maladies cardiaques.

Les biomarqueurs digitaux au service du diagnostic

L’un des usages qui se développe le plus aujourd’hui dans la pharma se trouve au niveau du diagnostic, notamment en neurologie, cardiologie ou dans les maladies rares. En effet les biomarqueurs digitaux permettent de capturer les changements physiologiques ou mentaux des personnes suivis propices à la détection de telle ou telle pathologie. 

La conception et la validation clinique de biomarqueurs digitaux permettent de rendre visibles des évolutions de la maladie jusqu’ici indétectables par des biomarqueurs classiques. Ils sont complémentaires des marqueurs biologiques notamment dans le cadre de la médecine de précision.

De plus en plus de patients étant connectés (smartphone, objets connectés, réseaux sociaux…), il devient plus facile de collecter un certain nombre de données qui peuvent porter sur des tests cognitifs, variation de constantes (suivi cardiaque ou respiratoire…), motricité, alimentation, troubles du sommeil…

Par exemple, ces biomarqueurs digitaux, couplés avec des outils d’analyse via intelligence artificielle, peuvent aider au diagnostic de pathologie comme l’asthme sévère via l’analyse des comportements et anomalies respiratoires ou de dépression via l’étude observationnelle de l’usage des réseaux sociaux.

Autre illustration avec la neurotech DiamPark qui conçoit et déploie des solutions innovantes basées sur la captation, la mesure et l'analyse de neuromarqueurs digitaux spécifiques de la maladie de Parkinson.

Il est indispensable aujourd’hui pour les laboratoires d’investir sur ces biomarqueurs digitaux pour optimiser la recherche clinique, mener des études observationnelles ou en vie réelle afin de favoriser le diagnostic de différentes pathologies.

--

Today in the pharmaceutical industry, we hear more and more about digital biomarkers for clinical research or patient monitoring. If we start with a simple definition, digital biomarkers are physiological and behavioral measurements generated by patients, collected from digital tools (smartphones, connected objects, websites, social networks, etc.) and validated clinically.

Several uses for these digital biomarkers are emerging: support for clinical trials (detection of weak signals, for example), diagnostic assistance for certain pathologies, or patient monitoring and disease progression.

Many players are involved in the development of digital biomarkers: start-ups, tech players, GAFAM and pharmaceutical companies.

Source: © HumanFirst – 2022 (1)

More and more laboratories are interested in this subject and are forming partnerships with specialized companies or start-ups (Ad Scientam, Owkin, Huma, Cerba research...) or digital giants such as Apple (via Apple Watch or ResearchKit), Google (Verily, Fitbit) and Samsung.

It is easy to imagine the uses in R&D departments for clinical trial phases or patient follow-up during the course of a disease.

Examples include the collaboration between Biogen and Apple, which launched an observational study in neuroscience via the Apple Watch and iPhone, and Bayer, which is supporting the start-up Huma (formerly Medopad) in the development of a library of digital biomarkers for heart disease.

Digital biomarkers for diagnosis

One of the uses that is developing the most today in pharma is in diagnostics, particularly in neurology, cardiology or rare diseases. Indeed, digital biomarkers allow to capture physiological or mental changes of the monitored persons, which are conducive to the detection of such or such pathology. 

The design and clinical validation of digital biomarkers make it possible to make visible changes in the disease that were previously undetectable by conventional biomarkers. They are complementary to biological markers, particularly in the context of precision medicine.

More and more patients being connected (smartphone, connected objects, social networks...), it becomes easier to collect a certain number of data which can relate to cognitive tests, variation of constants (cardiac or respiratory follow-up...), motor skills, food, sleep disorders...

For example, these digital biomarkers, coupled with analysis tools via artificial intelligence, can help diagnose pathologies such as severe asthma via the analysis of behaviors and respiratory anomalies, or depression via the observational study of social network use.

Another example is the neurotech DiamPark, which designs and deploys innovative solutions based on the capture, measurement and analysis of digital neuromarkers specific to Parkinson's disease.

Today, it is essential for laboratories to invest in these digital biomarkers to optimize clinical research and conduct observational or real-life studies in order to promote the diagnosis of various diseases.

Rémy Teston
Consultant digital / Expert e-santé – Buzz E-santé

(1) Biomarkers landscape – HumanFirst – Octobre 2022 https://medium.com/elektra-labs/digital-biomarkers-landscape-21681066324b