Prix de thèse 2018

Baninia HABCHI, « Mise en évidence des perturbations métaboliques liées à l’exposition aux toxiques présents dans l’environnement ou l’aliment par spectrométrie de masse à ultra haute résolution FTMS combinée avec des outils chimiométriques ».

Thèse de doctorat réalisée au sein de l’Institut des sciences et industries du vivant et de l’environnement (AgroParisTech) et soutenue en octobre 2017.
 
Résumé :
L’état d’exposition réel des populations aux toxiques présents dans l’environnement ou l’aliment et leur impact éventuel sur la santé humaine impliquent un renforcement du dispositif de surveillance sanitaire, d’où la nécessité de disposer d’outils de mesure adaptés pour l’analyse d’un grand nombre d’échantillons. Les approches globales telles que la métabolomique qui se réfèrent à l’étude des métabolites présents dans les systèmes biologiques, semblent être les plus appropriés. Cette approche pluridisciplinaire nécessite des techniques analytiques performantes telles que la spectrométrie de masse (MS) associée au traitement statistique et chimiométrique des données. Elle permet de détecter des biomarqueurs potentiels, caractérisant une situation physiologique ou pathologique donnée. Les échantillons analysés peuvent être injectés soit directement par la technique DIMS (direct introduction mass spectrometry) soit précédés par une séparation chromatographique par GC/MS ou LC/MS (gas or liquid chromatography/mass spectrometry). L’approche DIMS permet de réduire significativement le temps d’analyse à quelques minutes. En plus, sa combinaison avec la spectrométrie de masse à transformée de Fourier (DI-FTMS) fournissant un pouvoir de résolution en masse très élevé et une excellente précision dans la mesure en masse, ainsi qu’une large gamme dynamique, améliore son efficacité. Cependant, des données complexes de tailles importantes sont générées par cette approche dont l’interprétation visuelle est très difficile. Alors un traitement par des outils statistiques et chimiométriques est nécessaire pour détecter les marqueurs d’exposition. C’est dans ce contexte que s’inscrit mon projet de thèse multidisciplinaire. L’objectif de ce travail est de développer des approches à haut débit permettant de réaliser des analyses rapides d’un grand nombre d’échantillons biologiques pour mettre en évidence les perturbations métabolomiques induites par l’exposition à des substances toxiques. Dans une première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés à l’étude d’un petit groupe d’agriculteurs ayant été exposés dans le cadre professionnel à deux pesticides.

Une mise au point de l’approche DIMS sur un instrument de type Orbitrap a été réalisée. Une procédure de traitement des données a aussi été développée. Elle est basée sur un nouvel outil dite IC-DA (independent component – discriminant analysis). Cette méthodologie a ensuite été appliquée sur un nombre d’échantillons plus élevé issus de cinq types d’exposition. Dans cette étude, deux approches analytiques DIMS et LC/MS ont été examinées afin de valider l’approche DIMS mais aussi l’outil de traitement chimiométrique développé. Une deuxième partie est dédiée aux travaux visant à étendre l’approche à haut débit sur un instrument de performances plus élevées, le FT-ICR (Fourier transform – ion cyclotron resonance) équipé d’une nouvelle cellule de piégeage dite ‘ dynamically harmonized cell’. Une première étude a concerné l’exposition des rats à différents concentration de pesticides. Dans une deuxième étape, une étude sur un nombre important d’échantillon d’urines humaines (d’environ 500 individus) a été réalisée pour tester la robustesse de notre approche. Mes travaux ont permis de démontrer la faisabilité et l’efficacité de notre approche métabolomique à haut débit combinant l’introduction directe DIMS, la détection à très haute résolution et les outils chimiométriques. Cette approche pourrait être très prometteuse pour réaliser le phénotypage métabolique à grande échelle, comme dans les études épidémiologiques.



 

Prix de thèse 2017

Blandine MADJI HOUNOUM, « Etude des altérations du métabolisme induites par le glutamate dans un modèle in vitro de la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) par une approche métabolomique ».

Thèse de doctorat préparée au sein de l’équipe Neurogénétique et Neurométabolomique de l’UMR INSERM U930 « Imagerie et Cerveau » et soutenue en octobre 2016.
 
Résumé :
 
La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative caractérisée par une perte sélective des motoneurones et impliquant les effets neurotoxiques des astrocytes. Le but de ce travail est d’explorer les altérations du métabolisme dans les astrocytes induites par des conditions associées à la SLA.
Nous avons dans un premier temps mis en place une méthodologie d’analyse spectrométrique (résonance magnétique nucléaire et spectrométries de masse) du métabolome cellulaire.
Ensuite, nous avons invalidé les cellules NSC-34 comme modèle in vitro d’étude de l’excitotoxicité induite par le glutamate. Nous avons enfin étudié les altérations métaboliques dans les astrocytes primaires dans des conditions de la SLA et décrit plusieurs dysfonctionnements métaboliques dans ces cellules induits par l’expression de la mutation SOD1G93A, par la présence des motoneurones sauvages et par l’exposition au glutamate. Ce travail met en évidence les relations métaboliques entre la SLA et le métabolisme énergétique cérébral.
Nos résultats contribuent à la compréhension des altérations métaboliques des astrocytes dans la SLA et pourraient aider à appréhender de nouvelles cibles thérapeutiques associées aux altérations métaboliques dans la SLA, afin de protéger les motoneurones des perturbations délétères induites par le glutamate.
 
Mots Clés : SLA, métabolomique, modèle in vitro, glutamate, excitotoxicité, astrocytes, motoneurones, spectrométrie de masse
Réseau Francophone de Métabolomique et Fluxomique
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