Topic description
Ce projet concerne les erreurs innées du métabolisme (EIM) de la dopamine et de la sérotonine. Les EIM correspondent à un ensemble de maladies génétiques orphelines. Ces maladies se manifestent par des symptômes aspécifiques et d'apparition tardive ce qui rend leur diagnostic particulièrement complexe [1]. Ainsi, des biomarqueurs dans le liquide céphalorachidien (LCR) ont été identifiés et validés afin de permettre un diagnostic de certitude plus précoce des EIM de la dopamine et de la sérotonine. Il s'agit de métabolites des neurotransmetteurs et de cofacteurs impliqués dans leur synthèse [2]. Le récent développement d'outils efficaces, notamment en spectrométrie de masse (MS) et en techniques séparatives couplées, telles que la MS haute résolution (HRMS) et la MS en tandem couplée à la chromatographie liquide ultra-haute performance (UHPLC-MS/MS) permettent, de nos jours, l'analyse fine des variations du métabolome associées à différentes conditions physiopathologiques. Il est donc devenu possible de découvrir de nouveaux biomarqueurs, qui sont les outils indispensables au diagnostic et au suivi thérapeutique de ces troubles. Les biomarqueurs sont aussi nécessaires à la compréhension des mécanismes physiopathologiques et donc à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques [3]. Deux méthodes de dosage de ces biomarqueurs, basées sur l'UHPLC, ont été récemment développées au laboratoire. Une utilise une détection par fluorescence (FD) [4] et l'autre une détection par MS/MS [5]. Fort de ces résultats, les objectifs de cette proposition de thèse sont les suivants : 1) Poursuivre l'étude du métabolome du LCR. Les développements récents, notamment du point de vue sensibilité, devraient ouvrir la voie vers une exploration plus large du métabolome du LCR et la découverte de nouveaux candidats biomarqueurs. 2) Exploiter un fluide biologique dont la procédure d'obtention est moins invasive qu'une ponction lombaire. Ainsi, les méthodes analytiques et de préparation d'échantillons développées seront adaptées pour une application à la quantification des biomarqueurs dans le plasma et l'urine. 3) Contribuer à l'évaluation d'une nouvelle puce à code-barres nanofluidique associée à un banc d'analyse portable pour le diagnostic des déficits innés en dopamine et sérotonine dans le LCR et/ou le plasma. Ces travaux seront ensuite transférés aux services de biochimie des hôpitaux partenaires.
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This project concerns inborn errors of metabolism (IEM) of dopamine and serotonin. These diseases occur as non-specific and late-onset symptoms [1]. Thus, cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers have been identified and validated in order to allow an earlier and definitive diagnosis of dopamine and serotonin IEM. These biomarkers correspond to neurotransmitter metabolites or cofactors involved in both neurotransmitter synthesis and degradation [2]. The recent development of effective tools, especially in mass spectrometry (MS) and coupled separation techniques, such as high-resolution MS (HRMS) and tandem MS coupled with ultra-high-performance liquid chromatography (UHPLC-MS/ MS) allows, nowadays, the fine analysis of the variations of the metabolome associated with different physio-pathological conditions. It has therefore become possible to discover new biomarkers, which are essential tools for the diagnosis and therapeutic monitoring of these disorders. Biomarkers are also necessary for understanding pathophysiological mechanisms and therefore for identifying new therapeutic targets [3]. Two methods for quantifying these biomarkers, based on UHPLC technique, have recently been developed in the laboratory. One uses fluorescence detection (FD) [4] and the other uses MS/MS detection [5]. In light of these results, the objectives of this thesis proposal are as follows: 1) to continue studying the CSF metabolome. Recent developments, particularly in terms of sensitivity, should pave the way for broader exploration of the CSF metabolome and the discovery of new biomarker candidates. 2) to analyse these molecules in biological fluids whose sampling is less invasive than lumbar punction. The analytical and sample preparation methods developed will be adapted for application to the search for the same biomarkers in plasma and urine. 3) to contribute to the development and evaluation of a new nanofluidic barcode chip associated with a portable analysis bench for the diagnosis of both dopamine and serotonin deficits, by quantifying their metabolites as well as cofactors enzymatic and the pterins involved in their biosynthesis, in the CSF with Antoine Pallandre. This work will be transferred to the biochemistry departments of the partner hospitals.
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Début de la thèse : 01/10/
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Contrats ED : Programme blanc GS-Chimie
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