Projet ANR-14-CE21-0006 – ProteoGam : Protéomique pour de nouveaux biomarqueurs en écotoxicologie chez les gammares: challenge de la biodiversité et immunoanalyse multiplexée comme outil de diagnostic
Programme : Enjeux de santé (DS0504) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Olivier Geffard (Irstea, UR MAEP, laboratoire d'écotoxicologie)
Partenaires : Divers public; Institut de Chimie de Nice; Laboratoire public
Montant : 444523.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 60 mois
Résumé : L’étude de la perturbation endocrinienne chez les invertébrés aquatiques est une problématique d’actualité. Plusieurs groupes d’experts, nationaux et européens, ont récemment rappelé la nécessité de développer chez les invertébrés des outils pour identifier les modes d’action impliqués dans les effets toxiques observés sur des fonctions physiologiques clefs, comme la reproduction. Malgré l’importance des gammares dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques, leur très large utilisation en écotoxicologie (en laboratoire et sur le terrain) et les divers marqueurs de toxicité disponibles, aucun biomarqueur spécifique de perturbations endocriniennes (PE) n’est actuellement validé comme outil de diagnostic pour ces espèces. Ce constat résulte du manque crucial de connaissances sur la régulation endocrinienne de la reproduction chez les amphipodes, et de données génomiques chez les espèces non-modèles. Récemment, nous avons proposé une nouvelle démarche combinant les approches génomiques et protéomiques (appelée protéogénomique) comme stratégie pour la découverte de protéines chez des espèces non-modèles. Pour la première fois, cette approche a été conduite chez un macro-invertébré, notre espèce sentinelle Gammarus fossarum. Ces travaux ont permis d’acquérir de la connaissance sur l’écophysiologie moléculaire de la reproduction chez cette espèce, à travers la découverte de nouvelles protéines clés. A l’aide des nouvelles approches omiques, le projet ProteoGam propose une démarche de rupture pour le développement d’une nouvelle génération de biomarqueurs chez les invertébrés et leur utilisation pour la surveillance.
Le premier objectif de ProteoGam est de développer des biomarqueurs de PE chez G. fossarum dans le but d’améliorer l’évaluation de la toxicité des milieux aquatiques. Le second objectif est de développer des méthodes analytiques transférables, « universelles », pour la mesure des biomarqueurs de PE proposés chez G. fossarum. Cette étape permettra d’aborder l’étude de la vulnérabilité des gammares aux PE et d’évaluer la pertinence de G. fossarum comme espèce cible. Parallèlement, une nouvelle approche, basée sur la technologie Luminex xMAP® va être mise en place pour la quantification des biomarqueurs. Cette méthode permet à l’aide d’anticorps de quantifier, de façon multiplexée, plusieurs protéines en une seule analyse, en se basant sur la quantification de peptides protéolytiques spécifiques pour chaque biomarqueur.
A l’aide du transcriptome disponible sur notre population de référence de G. fossarum, les protéines spécifiques de l’appareil reproducteur mâle et femelle seront identifiées, parmi lesquelles les candidats biomarqueurs de PE seront proposées en fonction de (i) leur profil au cours du cycle de reproduction, défini par une analyse protéomique comparative, et (ii) leur sensibilité vis à vis de molécules modèles et lors d’expérimentations sur le terrain. Pour évaluer la pertinence de G. fossarum comme espèce représentative des gammares au regard de leur sensibilité aux PE, une analyse protéogénomique sera réalisée sur 5 des espèces les plus rencontrées en France et en Europe : G. fossarum, G. pulex, G roeseli, G. tigrinus et Dikerogammarus villosus. Le protéome des ovaires et testicules sera déterminé pour chacune des espèces et interprété à l’aide d’un transcriptome associé (RNAseq). Cette approche permettra de sélectionner une série de peptides spécifiques des protéines d’intérêt comme biomarqueurs de PE chez G. fossarum, mais également conservés chez les différentes espèces étudiées, et ainsi de proposer des biomarqueurs « universels » chez les gammares.
ProteoGam permettra donc i) d’acquérir des connaissances sur l’écophysiologie de G. fossarum et les protéines clefs de la reproduction, ii) d’illustrer la pertinence des approches omiques dans le développement de biomarqueurs, et iii) de proposer une méthode multiplexée rendant possible l’utilisation des biomarqueurs comme outils de diagnostic.