Application of metabolomics for the determination of serum biomarkers aiding the prognosis for septic shock and hepatocellular carcinoma using Mass Spectrometry and ¹H NMR spectroscopy based approaches

L'application de la métabolomique à la détermination de biomarqueurs sériques facilitant le pronostic du choc septique et du carcinome hépatocellulaire par la spectrométrie de masse et par la spectrométrie résonance magnétique nucléaire

Zhicheng Liu (1)

1 CSPBAT - Chimie, Structures et Propriétés de Biomatériaux et d'Agents Thérapeutiques

De nombreuses études métabolomiques a été développée au cours de la dernière dizaine année.L'application de la métabolomique dans le traitement clinique s'est révélée prometteuse puisque même des faibles modifications physiologiques peuvent être révélées par une étude métabolomique. Des soins cliniques personnalisés sont actuellement proposés pour presque toutes les maladies, mais il est encore difficile de les réaliser à cause du manque de biomarqueurs cliniques. Ce travail de thèse a pour le but de la détermination de biomarqueurs cliniques par la spectroscopie RMN et par la spectrométrie de masse. Il est composé de deux parties : la première partie du travail vise à déterminer les biomarqueurs des métabolites prédisant la mortalité du choc septique avant l'intervention clinique et les 12 premières heures après l'hospitalisation en utilisant respectivement des méthodes métaboliques basées sur la RMN et la LC-MS. L'objectif de la deuxième partie du travail est de rechercher des biomarqueurs potentiels prédisant la récidive du CHC avant et après le traitement RFA. Nos résultats montrent non seulement que les deux techniques appliquées ont été utiles pour la découverte de nouveaux biomarqueurs cliniques, maismontrent également que les deux techniques sont complémentaires.

A cascade of metabolomic studies have been developed in the recent decade. The application of metabolomics in the clinical field has been shown to be promising since even subtle physiological changes can be revealed by a metabolomic study which determines variations in the metabolome.Personalized clinical care is currently proposed for almost all the diseases, however, it is still difficultto be executed for the scarce of clinical biomarkers. This thesis work concerns the applications of both ¹H NMR-based and MS-based metabolomics in the determination of potential serumbiomarkers which help to improve personalized diagnosis and prognosis. It is composed by twoprincipal parts. The first part of the work aims to find out metabolite biomarkers predicting themortality of septic shock before clinical intervention and first 12 hours after hospitalization using NMR-based and LC-MS-based metabolomic methods respectively. The goal of the second part of the work is to seek potential biomarkers predicting the recurrence of HCC before and after RFA treatment. Our findings not only show that both the two applied techniques were useful for the discovery of novel clinical biomarkers, but also show that the two techniques are complementary

Mots clés: Metabolomics; ¹H NMR spectroscopy; Mass spectrometry; Biomarkers; Septic shock; Hepatocellular carcinoma

Mots clés: Métabolomique; ¹H résonance magnétique nucléaire; Spectrométrie de masse; Biomarqueur; Choc septique; Carcinome hépatocellulaire

Domaines: Chimie thérapeutique

Zhicheng Liu. Application of metabolomics for the determination of serum biomarkers aiding the prognosis for septic shock and hepatocellular carcinoma using Mass Spectrometry and ¹H NMR spectroscopy based approaches. Medicinal Chemistry. Université Sorbonne Paris Cité, 2017. English. ⟨NNT : 2017USPCD018⟩. ⟨tel-02162122⟩