Approches protéomiques pour l’analyse des exosomes de liquides biologiques pour la recherche de biomarqueurs

Un biomarqueur est une molecule (ou un ensemble de molecules) presente dans l’organisme qui temoigne de l’apparition d’un processus pathologique. Il permet ainsi de depister une maladie, d’en predire sa gravite ou encore d’evaluer l’efficacite d’un traitement. Les liquides biologiques representent des milieux de choix pour la recherche de biomarqueurs en pathologie humaine car leur collection est habituelle dans la prise en charge des patients et moins invasive comparee aux biopsies d’organes ou de tissus. Dans cette these, nous nous sommes interesses plus particulierement aux exosomes presents dans ces liquides biologiques. Les exosomes sont des nanovesicules dont le diametre est compris entre 30 et 100 nanometres. Ils sont secretes par tous les types cellulaires et contiennent des proteines cytoplasmiques et membranaires specifiques de leur cellule d’origine. L’interet majeur des exosomes isoles a partir des liquides biologiques, est qu’ils constituent une source de biomarqueurs. Ils peuvent donc etre assimiles a une « biopsie liquide ». L’analyse des exosomes pourrait completer utilement des examens classiques de depistage, de diagnostic et de suivi d’une pathologie. Dans le cadre de projet de cette these, nous avons applique des techniques de proteomique a haut debit pour l’analyse des exosomes. Nous nous sommes tout d’abord interesses a l’analyse du profil proteique des exosomes urinaires dans le contexte de deux pathologies du tractus urinaire : la cystinurie et le cancer du rein. La cystinurie est une nephropathie lithiasique d’origine genetique pour laquelle il y a peu de marqueurs biologiques pouvant predire son evolution vers l’insuffisance renale terminale. Nous avons developpe une methode de preparation des exosomes urinaire permettant d’analyser de facon reproductible leurs profils proteiques. Nous avons applique cette methode a huit patients cystinuriques et compare les resultats aux profils obtenus chez dix sujets sains. Un panel de 38 proteines differentiellement exprime dans les exosomes des patients a ete identifie et en partie valide par Western blot. Concernant le cancer du rein a cellules claires pour lequel le diagnostic necessite des prelevements invasifs par biopsie, nous avons analyse les exosomes urinaires de huit patients avant et apres nephrectomie. Nous avons ainsi pu mettre en evidence un panel de 25 proteines surexprimees dans les exosomes des patients. Enfin, le dernier volet de cette these a ete consacre a l’analyse des exosomes du lavage broncho-alveolaire provenant de patients MV, maladie d’origine genetique qui atteint principalement les poumons. L’analyse des exosomes de lavage broncho-alveolaire pourrait permettre de donner un eclairage nouveau sur la physiopathologie de la maladie. Nous avons realise la comparaison des profils proteiques des exosomes de quatre patients MV, et six patients asthmatiques. L’ensemble des resultats obtenus au cours de cette these montre que l’analyse proteomique des exosomes issus de fluides biologiques peut aider la recherche de biomarqueurs diagnostics ou pronostics de maladies.