Confirmation de biomarqueurs pour le pronostic du sepsis et développement de tests rapides

Confirmation of prognostic biomarker of sepsis and development of rapid tests

• Auteur / Autrice : Christelle Dubois
• Direction : François Becher, Nathalie Morel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 12/12/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude du Métabolisme des Médicaments (LEMM) (Gif-sur-Yvette, Essonne) - Laboratoire d'études et de recherches en immunoanalyse (LERI)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Claire Smadja
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Becher, Nathalie Morel, Claire Smadja, Joëlle Vinh, Franck Molina, Didier Payen de La Garanderie, Pierre Goossens
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joëlle Vinh, Franck Molina

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps

Spectrométrie de masse avec ionisation électrospray

Sepsis

Marqueurs biologiques

Mots clés libres

Biomarqueur

Sepsis

ELISA

Spectrométrie de masse

Quantification

Multiplexe

Biomarker

Sepsis

ELISA

Mass spectrometry

Quantification

Multiplex

Résumé

Le sepsis est la 3eme cause de mortalité dans les pays occidentaux, avec un taux de mortalité entre 20 et 50% selon la sévérité. La « prédiction » du devenir clinique du patient est essentielle pour établir le traitement le plus adéquat. Quelques protéines marqueurs de l'inflammation ou d'une infection (CRP, procalcitonine) sont citées pour le suivi des patients en clinique mais manquent de spécificité pour le sepsis. D'autre part, les études « omiques » ont permis de générer des listes de biomarqueurs potentiels du pronostic vital du sepsis. En revanche, aucun n'a encore été validé et/ou confirmé en fonction de la gravité du sepsis et du devenir du patient. Il faut pour cela accéder non seulement à des cohortes de patients parfaitement caractérisées et également disposer de méthodes quantitatives robustes et validées. La spectrométrie de masse apporte une capacité de spécificité et de multiplexage à haut niveau qui permettait de confirmer l'intérêt d'une ou plusieurs de ces protéines dans le cas du pronostic du sepsis. Les dosages immunologiques apportent quant à eux en plus de la sensibilité et de la spécificité, une mise en œuvre en routine clinique simple et rapide. Dans un premier temps, une liste de biomarqueurs identifiés avec des cohortes de patients a été établie d’après la littérature. Puis, des méthodes de quantification de ces biomarqueurs ont été développées. Nous nous sommes intéressés d’une part à quantifier les calgranulines dans le plasma en développant des ELISA et des méthodes de spectrométrie de masse par des approches bottom-up et top-down. D’autre part, deux méthodes de quantification multiplexes ont été développées par spectrométrie de masse avec et sans étape d’immunopurification en fonction des concentrations des protéines présentes dans le plasma afin de vérifier la pertinence de la liste de biomarqueurs potentiels. Toutes ces méthodes ont été appliquées à une cohorte de 49 patients atteints de choc septique.

Sepsis is the 3rd leading cause of death in Western countries, with a mortality rate between 20 and 50% depending on the severity. The 'prediction' of the patient's clinical outcome is essential to establish the most appropriate treatment. Some inflammation or infection markers protein (CRP, procalcitonin) are cited for clinical follow-up of patients but lack specificity for sepsis. On the other hand, "omics" studies have generated lists of potential biomarkers of sepsis prognosis. However, none have yet been validated and/or confirmed based on the severity of the sepsis and the patient's fate. This requires access not only to fully characterized patient cohorts but also to robust and validated quantitative methods. Mass spectrometry provides a high level of specificity and high multiplex capacity and that would allow to confirm the interest of one or more of these proteins for sepsis prognosis. Immunological assays provide, in addition to sensitivity and specificity, a simple and rapid routine clinical implementation. First, a list of biomarkers identified with patient cohorts was established from the literature. Then, methods to quantify these candidate biomarkers were developed. On the one hand, we have been interested in quantifying calgranulins in plasma by developing ELISAs and mass spectrometry methods using bottom-up and top-down approaches. On the other hand, two multiplex quantification methods by mass spectrometry with and without immunopurification step according to protein concentrations have been developed to verify the relevance of the list of potential biomarkers. All these methods were applied to a cohort of 49 patients with septic shock