Nouvelles approches pour le diagnostic rapide des acidémies organiques.

par Chiraz El Saddik

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Philippe Maitre, Fathi Moussa et de Fawaz El omar.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec l'Université Libanaise , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Laboratoire de Chimie Physique (laboratoire) et de Université Paris-Sud (1970-2019) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    L'acidémie organique (OA) est un état pathologique associé aux erreurs innées du métabolisme. Il s'agit de mutations génétiques conduisant à un déficit enzymatique responsable du dysfonctionnement spécifique d'une étape du catabolisme des acides aminés. Le blocage de la voie métabolique aboutit ainsi à une accumulation d'acides organiques dans les fluides biologiques, notamment le sang et l'urine. D'après l''Organic Acid Association', la fréquence de l'OA est d'environ une naissance sur 5000. L'accumulation des acides organiques dans l'organisme conduit inévitablement à l'altération de l'homéostasie de l'équilibre acido-basique et des voies du métabolisme intermédiaire. Les conséquences sont des états pathologiques qui vont de l'atteinte neurologique légère à des états extrêmes pouvant entrainer le décès. Lorsqu'une intervention thérapeutique appropriée est disponible, le pronostic et l'évolution sont tributaires d'un diagnostic précoce. La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) est actuellement la technique analytique de référence pour l'analyse des acides organiques urinaires (AOU). Cette technique reste incontournable pour le diagnostic biologique des AO. Cependant, l'analyse des AOU par GC-MS présente certaines limites, liées essentiellement à l'étape de préparation de l'échantillon exigée par cette technique. En effet, il faut d'abord extraire les acides organiques puis les silyler avant de les injecter dans le chromatographe. Or, les rendements d'extraction et de silylation varient selon la polarité des composés et l'accessibilité des groupements silylables, d'où le manque de précision et de sensibilité de la méthode, tant sur le plan analytique que diagnostic. En effet, nous avons récemment montré1 que, après analyse par GC-SM de plus de 1000 échantillons d'urine recueillis chez des enfants hospitalisés dans les hôpitaux de l'Assistance Publique (Hôpitaux de Paris) pour des troubles neurologiques, moins de 0,5 % se sont révélés positifs après analyse par GC-MS. Ceci témoigne de l'urgence de trouver une alternative à la GC-MS et de rechercher de nouveaux biomarqueurs, afin d'améliorer le diagnostic de ces affections. Si la MS reste indispensable pour explorer le métabolome urinaire en vue de rechercher de nouveaux biomarqueurs, une approche par chromatographie liquide (LC) ou par mobilité ionique différentielle (DIMS) couplées à la SM devrait améliorer la sensibilité du diagnostic et permettre de rechercher de nouveaux biomarqueurs pour ces pathologies. En effet, contrairement à la GC qui nécessite une étape d'extraction suivie d'une étape de silylation avant analyse, ces deux techniques ne nécessitent qu'une simple dilution ou une ultrafiltration de l'échantillon urinaire avant analyse ce qui ouvre de larges perspectives pour la caractérisation globale de l'échantillon. Or, la caractérisation globale de l'échantillon est la seule voie possible pour améliorer le diagnostic et mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs. L'objectif du projet est de développer une méthode rapide, simple et robuste pour la séparation et l'identification des acides organiques urinaires, sans recours à l'extraction ou à la transformation chimique des échantillons avant analyse. Cette méthode sera d'abord mise en œuvre avec des couplages de type UHPLC-MS/MS et UHPLC-HRMS (Orbitrap). En outre, un instrument prototype, développé au LCP, basé sur la MS/MS interfacée avec un module de mobilité ionique différentielle (DIMS) et un laser infrarouge sera utilisé pour la séparation efficace d'isomères. Cette nouvelle méthodologie sera employée pour affiner les profils urinaires, notamment pour la résolution des isomères de métabolites.

  • Titre traduit

    New approaches for the rapid diagnosis of organic acidemia.


  • Résumé

    The main objective of this project is to develop a new approach for a simple and rapid diagnosis of inborn errors of metabolism, namely organic acidemia.