Développement d'un logiciel universel d'imagerie par spectrométrie de masse et application au modèle sangsue et aux maladies neurodégénératives

Development of an universal software for mass spectrometry imaging and apllication to the leech and to neurodegenerative diseases

• Auteur / Autrice : Olivia Jardin-Mathé
• Direction : Michel Salzet, Isabelle Fournier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Santé
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies neurodégénératives

Spectrométrie de masse MALDI

Maladie de Parkinson

Système nerveux

Sangsue médicinale

Marqueurs biologiques

Protéomique

Imagerie spectroscopique

Tissus (histologie)

Bioinformatique

Mots clés libres

Régénération nerveuse

Résumé

L'analyse directe de tissus par spectrométrie de masse MALDI est une approche en développement particulièrement importante pour l'analyse de biopsies. Elle offre l'intérêt de s'affranchir de l'extraction, de la purification et de la préparation des échantillons. De plus, elle permet d'obtenir la localisation de composés au sein du tissu puisque l'analyse est réalisée in situ par le balayage automatisé avec le faisceau laser conduisant à la création d'une matrice (intensité du signal vs coordonnées X/Y) qui pourra ensuite être visualisée sous forme d'image à l'aide d'un outil bioinformatique. Dans ce but, et en vue d'accéder aux données indépendamment du constructeur et de connaître les paramètres de calcul, le logiciel MITICS a été développé au cours de cette thèse. Pour illustrer son fonctionnement, nous avons comparé des études sur le protéome au niveau de l'embryon de sangsue médicinale et de l'adulte afin de rechercher des peptides présents chez l'embryon et se re-exprimant chez l'adulte lors de la régénération nerveuse. Ces travaux ont ensuite été confrontés aux études réalisées chez des animaux traités au 6-OHDA mimant la maladie de Parkinson. La recherche de biomarqueurs et la réalisation de carte moléculaire en liaison avec la pathologie devait également permettre la corrélation entre la présence de biomarqueurs issus de la réexpression d'éléments embryonnaires. Puis il fallait donner un nom aux peptides identifiés. Pour cela j'ai participé à l'annotation des EST du système nerveux de la sangsue médicinale grâce auxquels se fera à l'avenir la corrélation de l'image au nom de la biomolécule identifiée pour mieux appréhender sa fonction

Direct analysis of tissues by MALDI mass spectrometry is a growing approach, and very important especially conceming biopsy analysis. It offers the interest to avoid extraction, purification and preparation of the sample. Moreover it allows to get additional information by preserving composite localization in the tissue thanks to the analysis realized in situ by a laser beam scan. The automation ofthis scan enables creation ofa matrix (signal intensity versus X y coordinates); thus data conversion by bioinformatics' software is the keystone of this technology. Access to direct data, independently from the manufacturer, accessibility to computing parameters allowing the creation of the picture and transparency have been our priorities during the creation of our new imaging software: MITrCS. Ln order to illustrate the efficiency of this pro gram, the survey of the medicinal leech embryos proteome versus medicinal leech adult proteome was undertaken in order to search peptides presents in the embryo that are re-expressed in the adult during nervous regeneration. This work on this invertebrate has next been compared to studies realized on 6hydroxydopamin-treated animaIs in order to simulate Parkinson disease. Research of biomarkers and achievement of a molecular map linked with the Parkinson pathology should allow a correlation between biomarkers from nervous regeneration. But identified peptides still needs to be named, so 1 participated to the annotation of medicinal leech nervous system EST. Thanks to these EST, it williater be possible with MITrCS to correlate the picture to the name of the identified biomolecule in order to better apprehend its function.