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Normaliser la métabolomique

Pour comprendre en détail les processus cellulaires au sein d'une cellule ou d'un organisme, il est impératif de combiner les informations obtenues à partir de l'expression des gènes et celles indiquant la concentration des protéines ou l'analyse des différents métabolites. Pour atteindre cet objectif, une étude européenne a développé et normalisé les différentes méthodologies et instruments de l'analyse métabolomique.
Normaliser la métabolomique
Les métabolites sont le résultat de tous les processus biochimiques d'une cellule, d'un tissu ou d'un organisme; ils comprennent ainsi tous les intermédiaires métaboliques, les hormones ou les molécules de signalisations issus de ces réactions cellulaires. Le profilage à haut débit quantitatif et qualitatif de ces métabolites, appelé la métabolomique, permet ainsi de décrire l'état physiologique d'un organisme ou d'un tissu.

Pourtant, le manque de normalisation des méthodes d'analyse du métabolisme et l'absence de banques de données publiques archivant les données métabolomiques affectent significativement les résultats dans ce domaine de recherche. De plus, l'immense hétérogénéité des caractéristiques physiques et chimiques de ces métabolites ainsi que l'amplitude des différentes concentrations possibles représentent un sérieux challenge pour les scientifiques.

Dans ce contexte, l'Union européenne a financé le projet METABOLOMICSSTANDARD («Metabolomics: defining the standards for sample preparation of small molecules») afin de développer et d'optimiser une méthodologie homogène de préparation et d'extraction des échantillons. Ces étapes de l'analyse métabolomique sont en effet critiques pour la préservation des métabolites et l'uniformité des résultats obtenus.

Après une analyse de marché qui a permis aux partenaires du projet d'identifier les lacunes spécifiques des protocoles actuels de préparation, les chercheurs ont développé et optimisé une nouvelle stratégie de stabilisation des échantillons. Ils ont pour ce faire, étudié une liste exhaustive d'agents stabilisateurs et adapté les protocoles de préparation des échantillons afin que l'influence de l'utilisateur soit maintenue à un niveau minimal lors de la collecte, le stockage ou le transport des échantillons. Les chercheurs ont également développé une stratégie d'optimisation des différents paramètres comme le pH, l'état redox de l'échantillon, l'activité enzymatique et la séparation des molécules.

Ils ont optimisé l'analyse métabolomique elle-même sur différents matériaux biologiques, essentiellement tissus végétaux et échantillons sanguins humains, et testé la reproductibilité de leurs méthodes. Ils ont aussi développé deux appareils capables de soutenir leur stratégie de stabilisation rapide. La méthodologie développée par les chercheurs cherchait avant tout à optimiser l'utilisation de la résonance magnétique nucléaire (RMN) et de la spectrométrie de masse couplée à une chromatographie en phase liquide (LCMS).

Dans l'ensemble, les travaux du projet METABOLOMICSSTANDARD ont permis de faire progresser les connaissances dans ce domaine de recherche. La diffusion de ces protocoles permettra de stimuler leur usage et autorisera par conséquent l'utilisation des profils métabolomiques de différents tissus dans un but diagnostic.

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