Authors: Valérie Brunchault
Source: Thèses en ligne de l'Université Toulouse III (Université Toulouse III) (preprint, 2018-09-19)
Field: Chemistry — Spectroscopy

Identification of biomarkers using-omics approach for the early detection of chronic kidney disease and its complications Diagnostiquer précocement les maladies est un défi à relever pour améliorer la prise en charge des patients concernés et leur offrir une meilleure qualité de vie. Les analyses &#13;\n&#13;\n'omiques', qui quantifient globalement, simultanément et sans a priori l'abondance de milliers de molécules dans les liquides biologiques, s'avèrent très prometteuses pour &#13;\n&#13;\nl'identification de biomarqueurs précoces des maladies complexes. Dans ce contexte, mon travail de thèse avait pour objectif de développer des outils de diagnostics, à partir &#13;\n&#13;\nd'analyses du peptidome et métabolome urinaire, pour détecter précocement la présence d'une maladie rénale chronique (MRC) et la survenue de ses complications cardiovasculaires.&#13;\nLa première étude, insérée dans le projet européen 4C (Cardiovascular Complications in Children with Chronic kidney disease), s'est centrée sur les complications &#13;\n&#13;\ncardiovasculaires associées à la MRC en pédiatrie. Ces complications constituent la principale cause de mortalité des enfants en insuffisance rénale, et leur diagnostic précoce &#13;\n&#13;\nest impossible à ce jour. En analysant par électrophorèse capillaire couplée à la spectrométrie de masse (CE-MS) le peptidome urinaire de 86 enfants souffrant, ou non, de &#13;\n&#13;\ncomplications cardiovasculaires secondaires à la MRC, nous avons identifié des peptides qui permettent de prédire à l'avance les patients à haut risque cardiovasculaire : 190 &#13;\n&#13;\npeptides étaient associés à l'épaississement de la paroi carotidienne (AUC 0.87, sensibilité 80%, spécificité 100%) et 22 peptides prédisaient l'augmentation de la rigidité &#13;\n&#13;\nartérielle (AUC 0.83, sensibilité 83%, spécificité 70%).&#13;\nLe second projet relevait de la médecine vétérinaire. Dans cette étude menée sur 50 chiens avec et sans MRC, nous avons caractérisé pour la première fois le peptidome urinaire &#13;\n&#13;\ncanin via la technologie CE-MS et nous avons découvert 133 peptides urinaires associés à la MRC. Ces derniers ont permis de diagnostiquer la présence d'une MRC dans 80% des &#13;\n&#13;\nchiens.&#13;\nLes métabolites sont mieux corrélés au phénotype que les autres strates moléculaires. Cependant l'apport de la métabolomique en clinique est encore limité, dû au manque de &#13;\n&#13;\ntechnologies analytiques performantes. Le troisième objectif de ma thèse était donc de mettre au point une procédure de dosage par CE-MS des métabolites urinaires. Grâce à une &#13;\n&#13;\nméthode unique de normalisation interne, basée sur l'utilisation de métabolites endogènes stables, il est maintenant possible d'analyser le contenu en métabolites d'un même &#13;\n&#13;\néchantillon urinaire avec une très haute reproductibilité sur le long terme (4 ans). Comme preuve de concept, nous avons mis en évidence, via cette procédure, la présence d'une &#13;\n&#13;\ncombinaison de 32 métabolites dans l'urine qui permet de repérer avec une sensibilité de 76% et une spécificité de 86% les nouveau-nés porteurs d'une malformation rénale &#13;\n&#13;\nobstructive.&#13;\nEnfin, la quatrième problématique s'inscrivait dans une démarche translationnelle. Son but était de développer des aptasenseurs capables de détecter avec de hautes affinités et &#13;\n&#13;\nspécificités les biomarqueurs d'origine omique, pour un diagnostic simple, rapide et à moindre coût. La cible choisie était un fragment urinaire de l'alpha-1-antitrypsine, qui &#13;\n&#13;\nest ~1000 fois plus abondant chez les adultes atteints de MRC que les chez les sains. La sélection de l'aptasenseur s'est faite par le Systematic Evolution of Ligands by &#13;\n&#13;\nEXponential enrichment (SELEX). Nous présentons ici les travaux préliminaires de la mise au point du SELEX sur cette cible.&#13;\nEn conclusion, cette thèse démontre le potentiel de l'analyse du contenu urinaire en peptides et métabolites pour le diagnostic précoce des pathologies complexes telles que la MRC et les complications cardiovasculaires associées. De plus l'obtention d'aptasenseurs dirigés contre ces biomarqueurs précoces et utilisables au chevet du patient devrait révolutionner dans le futur les méthodes diagnostiques. Kidney disease ; Medicine ; Context (archaeology) ; Metabolome ; Omics ; Urinary system ; Disease ; Biomarker ; Internal medicine ; Bioinformatics ; Intensive care medicine ; Biology Advanced Proteomics Techniques and Applications ; Metabolomics and Mass Spectrometry Studies ; Adipose Tissue and Metabolism