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Développement d’approches Multi-Omique par LC-MS/MS pour la caractérisation de perturbations métaboliques chez Gammarus fossarum après exposition à des contaminants

Jury:
Mr Afonso Carlos (Professeur des universités, Université de Rouen) Rapporteur
Mr HOPFGARTNER Gérard (Professeur, Université de Genève) Rapporteur
Mme LE GOUELLEC Audrey (Maîtresse de Conférences & Praticienne Hospitalier – Université de Grenoble) Examinatrice
Mr DEGLI ESPOSTI Davide (Chargé de Recherche – INRAE) Examinateur
Mme MIELE Adriana (Professeur des universités, UCBL) Examinatrice
Mme AYCIRIEX Sophie (Maîtresse de Conférences, UCBL) Directrice de thèse
Mr CLEMENT Yohann (Ingénieur d’études, UCBL) Membre invité
Mr SALVADOR Arnaud (Professeur des universités, UCBL) Membre invité

Résumé :
Les approches multi-omiques par spectrométrie de masse, combinant la protéomique, la lipidomique et la métabolomique, permettent d’obtenir de nombreuses informations moléculaires sur un échantillon biologique. Les approches focalisées sur une seule « -omique », fournissent une image restreinte de la complexité biologique d’un système. Afin de pallier cette limitation, nous avons optimisé une procédure d’extraction biphasique basée sur un mélange de solvants organiques méthyl tert-butyl éther / méthanol permettant d’extraire simultanément et séparément les protéines, les métabolites et les lipides à partir d’un échantillon unique. Ce protocole a été appliqué à l’étude du cycle reproductif des femelles de l’espèce sentinelle Gammarus fossarum, révélant des signatures moléculaires spécifiques aux différents stades grâce à des analyses de données multivariées. Ces outils statistiques ont non seulement mis en évidence les protéines, lipides et métabolites associés à la maturation des gammares femelles, mais ils ont également révélé les liens complexes entre ces différentes classes de biomolécules. Des corrélations entre les molécules ont pu être mises en évidence pour comprendre les voies métaboliques mises en jeu.
La métabolomique par spectrométrie de masse est une discipline complexe intégrant une très grande variété de métabolites en termes de polarité, de masse, de fonctions chimiques et de rôles dans les voies biologiques. Elle nécessite la détection et la quantification simultanées de nombreux métabolites contenus dans un échantillon. Or dans les approches ciblées classiques basées sur le suivi de l’ion précurseur et d’un ou plusieurs de ses ions fragments, les méthodes se limitent au suivi de quelques métabolites. Pour relever ce défi analytique, a été récemment introduit le mode d’acquisition scout-triggered MRM (stMRM).stMRM améliore la robustesse et la transférabilité des grands multiplexes ciblés en métabolomique issus de la littérature. Ce mode a considérablement augmenté le nombre de transitions détectées, démontrant sa polyvalence et son adaptabilité à différents systèmes de chromatographie liquide sans nécessiter de nouvelles optimisations.
Dans les approches non ciblées, l’application du mode d’acquisition indépendante des données (SWATH-DIA), combinée avec la Zeno trap et la dissociation activée par électron (EAD), a montré une amélioration significative de la reproductibilité de détection et de la capacité à identifier des composés inconnus à partir de leurs spectres. Ces innovations ont levé des verrous analytiques majeurs, permettant une couverture plus exhaustive des variables moléculaires et une élucidation structurale approfondie de molécules clés. Nos travaux, portant sur l’analyse du lipidome et du métabolome de G. fossarum, ont bénéficié de cette approche. La combinaison de méthodes Zeno-SWATH-DIA et de l’EAD a facilité l’identification putative des composés et a mis en lumière les changements moléculaires durant le cycle de reproduction des gammares femelles.
Dans l’ensemble, notre stratégie multi-omique, intégrant des techniques innovantes de spectrométrie de masse aussi bien ciblée que non ciblée, a résolu des défis analytiques majeurs dans la détection et l’identification de composés inconnus. Elle offre des méthodologies multiplexées, exhaustives et reproductibles pour une analyse moléculaire complète, promettant ainsi des avancées significatives dans l’identification de biomarqueurs et l’évaluation de la santé environnementale.

There’s more to ToF-SIMS: a journey exploring mass spectra   

Abstract:
ToF-SIMS data has the potential to unravel precise information difficult, if not impossible, to obtain using other techniques. Characterizing the chemical bonding, as well as diffusion at the interface of dissimilar materials joined by laser welding is one example. Assemblies of polyamide-6.6 and aluminum have been studied in those aspects. Morphological information, such as crystallization, can be obtained using ToF-SIMS. Surfaces of NPB have been studied and show that amorphous and crystallized area do not present the same mass spectra and can be discriminated. The use of matrices like in MALDI-ToF has been explored and show that solvent alone can be a good way to increase the signal of analytes. In all these cases, the use of statistical tools has proven to be crucial to better understand the data acquired.
At last, nanoprojectile-SIMS or NP-SIMS is still a very niche technique within the SIMS community, but it has the potential to be the groundbreaking technique for the characterization of more and more complex materials. It also has the potential to explore the very fundamentals of the interaction between the projectile, C60 in our case, and the analyte. Therefore, native flat surfaces have been studied to explore a new detector augmenting even more the possibilities of this technique.

Etude du comportement électrochimique de produits d’origine biosourcés

Jury:
Mme KORRI-YOUSSOUFI Hafsa (Directrice de recherche CNRS, France) Rapporteur
Mme DJELLALI Souad (Professeure, Université de Sétif, Algérie) Rapporteur
Mme BORDES Claire (Professeur des universités, UCBL, France) Examinatrice
Mr LAKARD Boris (Professeur, Université de Franche-Comté, Besançon) Examinateur
Mme HAMLA Meriem (Maitre de Conférences, Université de BBA, Algérie) Examinatrice
Mme GUESSOUM Melia (Professeure, Université de Sétif, Algérie) Examinatrice
Mr ERRACHID Abdelhamid (Professeur des universités, UCBL, France) Directeur de thèse
Mr BOUZID Abderrazak (Maitre de conférences, Université de BBA, Algérie) co-Directeur de thèse

Résumé :

« Avancées dans le domaine Omics »

Sciex organise cet événement francophone exclusif consacré aux applications Omics, notamment la lipidomique, la métabolomique et la protéomique qui aura lieu dans la salle de séminaire de l’ISA le jeudi 10 octobre 2024 à partir de 9h30.
Il représente une occasion unique de découvrir les dernières avancées dans ces domaines passionnants de la recherche scientifique et notamment le potentiel du système ZenoTOF 7600 utilisé par de nombreux laboratoires francophones.

• Présentations de chercheurs renommés dans le domaine des Omics
• Sessions interactives sur les techniques et les outils utilisés en lipidomique, métabolomique et protéomique
• Opportunités de réseautage avec des experts et des professionnels du secteur

Programme détaillé et inscription : https://sciex.com/events/clinical-and-omics-seminar