Outils bioinformatiques et biostatistiques pour l'analyse clinique de l'air expiré par spectrométrie de masse en temps réel

par Camille Roquencourt

Projet de thèse en Mathématiques et Informatique

Sous la direction de Stanislas Grassin-delyle et de Etienne Thevenot.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Institut CEA LIST (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 21-11-2018 .


  • Résumé

    La 'volatolomique' (analyse globale des composés organiques volatils, COVs, dans l'air expiré des patients) est une approche prometteuse pour la médecine personnalisée. Récemment, la spectrométrie de masse haute résolution par réaction de transfert de protons (PTR-HRMS) est apparue comme une technologie puissante pour l'analyse des COVs dans les applications médicales et l'hôpital Foch est le premier hôpital à s'être équipé de cette technologie, avec un instrument haute résolution et haute sensibilité implanté directement dans le service de pneumologie. Toutefois, il n'existe actuellement aucun outil logiciel adapté pour l'analyse non ciblée des données de PTR-HRMS. Grâce à un partenariat étroit avec des équipes cliniques et biologiques, les objectifs de la thèse seront : 1) de développer des algorithmes innovants et un environnement logiciel pour le traitement de l'analyse en temps réel des COVs dans l'air expiré, 2) de mettre en place un cadre statistique pour l'étude longitudinale des profils temporels des individus et 3) d'utiliser ces outils pour identifier des biomarqueurs du rejet aigu chez des transplantés pulmonaires, avec des perspectives immédiates dans plusieurs autres maladies.

  • Titre traduit

    Bioinformatics and biostatistics tools for the clinical analysis of exhaled breath by real-time mass spectrometry


  • Résumé

    Breath 'volatolomics', i.e. the comprehensive analysis of metabolism-derived Volatile Organic Compounds (VOCs) in patients' exhaled air, is a promising approach for personalized medicine. Recently, proton transfer reaction-high resolution mass spectrometry (PTR-HRMS) has emerged as a powerful technology for VOC analysis in medical applications, and the Foch hospital is the first hospital to be equipped with this real-time technology at the patient bedside. However, there is currently no available software tool for the untargeted analysis of PTR-HRMS data. Based on a strong partnership with the team of clinicians and biologists, the PhD projet will aim at: 1) developing innovative algorithms and software environment for the processing of real-time analysis of VOCs in exhaled air, 2) implementing a statistical framework for the longitudinal study of individuals' temporal profiles, and 3) applying this workflow to identify biomarkers of acute rejection in pulmonary transplant recipients with prospects in several other respiratory and extra-respiratory diseases.