Devlopments in MALDI imaging mass spectrometry and applications to biological problematics
Développements en Imagerie par Spectrométrie de Masse MALDI et Applications aux Problématiques Biologiques
Résumé
MALDI imaging mass spectrometry is a young technique with a high potential, able to give the localisation of more than 100 compounds in tissue in one analysis. Applied to the proteomic or biomedical domains, such a technique has already allowed finding several biomarkers regulated in the cases of cancers or other pathologies. Other applications like the study of drugs or lipids have also been described using the Imaging or profiling studies i.e. acquisition directly on the tissue by the MALDI mass spectrometer. Nevertheless, like all recent technologies, it is necessary to perform new development to improve it. The goal of my work was on the choice of the matrix, sample treatment in order to get a better acquisition quality. The possibility of perform examination of tissues fixed and embedbed in paraffin conserved in hospital libraries was also a challenge. We also developed a new concept, call Tag-mass for specific imaging. All these developments were used in ovary cancer study.
L'imagerie par spectrométrie de masse MALDI est une technologie actuellement en plein essor. Elle permet d'obtenir rapidement en une seule étape d'acquisition la répartition moléculaire de différents composés (en particulier protéines) présents dans un tissu ; en s'affranchissant des étapes longues et coûteuses en échantillons que sont les extractions et séparations habituellement nécessaires par des techniques plus classiques.
Cependant, afin d'augmenter encore la potentialité de cette technologie, des développements restent encore à effectuer. Les recherches menées ont donc plus particulièrement portées sur ces développements.
En particulier, la recherche et l'étude de nouvelles matrices plus adaptées à l'analyse directe de tissu en MALDI sont particulièrement importantes. Dans ce contexte, certaines matrices ioniques se sont révélées particulièrement adaptées aux tissus en permettant d'obtenir une plus grande intensité du signal, un plus grand nombre de composés détectés, de bonnes performances en mode négatif, une grande homogénéité de cristallisation, une grande stabilité sous vide et une faible ablation de matériel consécutivement à l'irradiation laser. Dans un autre aspect, le traitement préalable des tissus permet également une amélioration de la qualité spectrale et des performances d'études structurales en mode MS/MS. Se sont révélés particulièrement intéressants les traitements des tissus aux solvants organiques et les digestions enzymatiques et en particulier pour les tissus conservés en blocs de paraffine après fixation.
D'autre part l'étude de la répartition des ARNm au sein des tissus est un développement crucial afin d'obtenir des images de colocalisation transcriptome/protéome. Est proposé dans ce travail un nouveau concept permettant de réaliser ces images, basé sur une analyse indirecte des ARNm, au travers de l'utilisation d'un groupement photoclivable relié à un peptide marqueur de séquence connue qui sera détecté.
Enfin, l'ensemble de ces développements trouve de nombreuses applications dans le domaine de la biologie et notamment dans le cadre de pathologies tel que le cancer de l'ovaire.
Cependant, afin d'augmenter encore la potentialité de cette technologie, des développements restent encore à effectuer. Les recherches menées ont donc plus particulièrement portées sur ces développements.
En particulier, la recherche et l'étude de nouvelles matrices plus adaptées à l'analyse directe de tissu en MALDI sont particulièrement importantes. Dans ce contexte, certaines matrices ioniques se sont révélées particulièrement adaptées aux tissus en permettant d'obtenir une plus grande intensité du signal, un plus grand nombre de composés détectés, de bonnes performances en mode négatif, une grande homogénéité de cristallisation, une grande stabilité sous vide et une faible ablation de matériel consécutivement à l'irradiation laser. Dans un autre aspect, le traitement préalable des tissus permet également une amélioration de la qualité spectrale et des performances d'études structurales en mode MS/MS. Se sont révélés particulièrement intéressants les traitements des tissus aux solvants organiques et les digestions enzymatiques et en particulier pour les tissus conservés en blocs de paraffine après fixation.
D'autre part l'étude de la répartition des ARNm au sein des tissus est un développement crucial afin d'obtenir des images de colocalisation transcriptome/protéome. Est proposé dans ce travail un nouveau concept permettant de réaliser ces images, basé sur une analyse indirecte des ARNm, au travers de l'utilisation d'un groupement photoclivable relié à un peptide marqueur de séquence connue qui sera détecté.
Enfin, l'ensemble de ces développements trouve de nombreuses applications dans le domaine de la biologie et notamment dans le cadre de pathologies tel que le cancer de l'ovaire.
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