Projet ANR-08-BLAN-0026 – FUN MALDI : Fundamental MALDI for Imaging Mass Spectrometry: Finding Solutions to Actual Limitations
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : UNIVERSITE PARIS VI [PIERRE ET MARIE CURIE] (UNIVERSITE PARIS VI [PIERRE ET MARIE CURIE])
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Université Pierre et Marie Curie
Montant : 356186.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Deux décennies après son introduction, le MALDI est devenu un outil d'analyse incontournable. Les sources MALDI et ESI de part leur capacité à générer des ions en phase gazeuse pour des composés de haut poids moléculaire, sont devenus des outils de choix pour l'analyse des biomolécules. Actuellement leur rôle en protéomique n'est plus à démontrer comme le prouve le nombre de publications où ces technologies sont utilisées. Le MALDI est une technique robuste, sensible et facile présentant des performances complémentaires à l'ESI mais l'avantage de permettre l'introduction et l'analyse d'échantillons variés allant de la solution aux matériaux. Il ya une décennie le MALDI a ajouté un domaine à ses applications par son utilisation dans l'analyse de sections de tissue afin d'obtenir des informations moléculaires à une localisation particulière du tissu reflétant sa composition locale. Par automatisation de la méthode conjointement au développement de solutions bioinformatiques dédiées, l'accès aux images moléculaires de la distribution des espèces dans les tissus a pu être obtenu. Après plusieurs années de développement, l'imagerie MALDI est devenue un outil performant pour les recherches dans le domaine de la protéomique avec un vaste champ d'applications accessibles allant des problèmes biologiques fondamentaux aux applications cliniques. L'imagerie MALDI présente de nombreux avantages et notamment la réalisation d'autant d'images que de composés détectés dans le tissu en une étape d'acquisition et ce sans nécessité de connaissances préliminaires du système étudié, l'obtention de la répartition des molécules dans les tissus après leur identification. Les récentes publications dans le domaine de l'imagerie MALDI donne une bonne représentativité de l'intérêt d'une telle technologie pour les applications biologiques. Bien que le MALDI soit un outil performant, les processus fondamentaux conduisant à la formation des ions en phase gazeuse restent encore mal connus. En effet, en MALDI seul un contrôle restreint des processus de formation des ions est possible. Le processus de désorption/ionisation conduit à la formation d'un plasma que l'utilisateur ne peut pas réellement affecter ou faiblement par l'intermédiaire de la fluence laser ou de la matrice utilisée. Une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux est la clef pour obtenir un contrôle total de ces processus et donc améliorer les capacités analytiques de ces sources i.e. la sensibilité, le rapport signal/bruit et la résolution. Certaines des premières études fondamentales réalisées en MALDI avaient permis de démontrer que seuls quelques pourcents de la quantité de matière éjectée par tir laser étaient présent sous formes d'ions. Ainsi, augmenter la quantité d'ions produits est un point où des efforts peuvent être fournis pour améliorer le MALDI. D'un autre côté, nous avions prouvé auparavant que les ions présents en phase gazeuse après le processus de désorption se présentaient sous la forme de d'agrégats de molécules i.e. des analytes entourés de molécules de matrice. Ces agrégats ne se désolvatent malheureusement pas suffisamment et induisent un bruit de fond important dans les spectres. Le contrôle de la désolvatation de ces agrégats afin d'obtenir la détection "d'ions nus" permettrait d'augmenter nettement le rapport signal/bruit et l'intensité des signaux ioniques. Du point de vue de l'imagerie MALDI, deux limitations principales sont actuellement rencontrées : la résolution spatiale et la sensibilité pour l'analyse des composés les plus faiblement représentés. De nombreux efforts ont été conduits ces dernières années pour diminuer la focalisation des lasers, permettant de diminuer la résolution spatiale jusqu'à 50 µm. Idéalement, l'imagerie MALDI devrait atteindre une résolution spatiale de 1 µm pour des analyses au niveau sous-cellulaire. Une focalisation du faisceau laser à 1 µm est réalisable mais la limitation principale réside dans le nombre d'ions formés. D