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MetaToul
Responsable : PORTAIS Jean-Charles • Responsable Tech. : BERTRAND-MICHEL Justine / DEBRAUWER Laurent
Adresse : Plate-forme de Métabolomique et Fluxomique
Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés, UMR5504, UMR792 CNRS-INRA-INSA
INSA Toulouse, 135 Avenue de Rangueil
31077 Toulouse

complements

Certifications

  

Site web

http://www.metatoul.fr

Presentation de la plate-forme

MetaToul est une plate-forme technologique de haut niveau qui met à disposition de la communauté scientifique les concepts, outils et méthodes dans le domaine émergent de l’analyse globale du métabolisme pour la réalisation de projets de génomique fonctionnelle et de biologie intégrative dans deux principaux domaines scientifiques :
- la microbiologie, les biotechnologies et les interactions hôtes-microorganismes
- la santé humaine et la sécurité alimentaire

La plate-forme s’appuie sur la valeur ajoutée que représente le partenariat des 4 unités de recherche partenaires du projet pour proposer plusieurs niveaux de services :

• Mise à disposition d’appareils : Le demandeur vient utiliser en libre-service un appareil après avoir été formé et signé les règles d’accès. Il est responsable de ses analyses et de la bonne utilisation de l’équipement.

• Prestations : La prestation comprend l’analyse de composé(s) ou de matrices biologiques (avec ou sans traitement de l’échantillon) dans des conditions dites « de routine » où la mise au point est minime : le modèle biologique est connu, les molécules et leurs conditions d’analyses et de quantification sont connues et validées. Cette prestation peut être complète, c’est à dire réalisée intégralement par le personnel de la plateforme (acquisition, interprétation de données et rédaction d'un rapport d'analyse), ou partielle, dans le cas où les ingénieurs de la plateforme effectuent l’acquisition des données alors que l’interprétation est réalisée par le client.

• Recherche et développement : Le projet nécessite une large mise au point qui peut être sur le plan du traitement de l’échantillon ou de la mise en place d’une nouvelle analyse. Ce projet doit être rigoureusement encadré dans le cadre d’une collaboration. La plateforme peut alors être un partenaire privilégié dans des demandes de financement (ANR ou autre). Ce type d’intervention donne généralement lieu à la mise en place d’un contrat de collaboration.

• Expertise :
- Conseil et appui : le personnel de MetaToul fournit des conseils ou une expertise pour la préparation de projets dans le domaine de la métabolomique et de la fluxomique.
- Logiciels et appui : le personnel peut également dispenser une aide pour le traitement et l’interprétation des données, l’analyse statistique, la visualisation des données, le calcul des flux métaboliques et l’analyse des réseaux métaboliques.

• Formation : Le personnel de MetaToul assure la formation aux outils de la plateforme, propose des formations dans le domaine de la métabolomique pour les chercheurs, les ingénieurs ou les étudiants et intervient également dans la formation initiale.


Prestations proposées :

Empreintes métaboliques :

Une empreinte métabolique est une analyse rapide (approches haut-débit) d’un échantillon biologique effectuée par RMN ou spectrométrie de masse. L’empreinte métabolique sert de base à une approche chimiométrique (métabonomique) visant à mettre en évidence des facteurs discriminants au sein d’une population d’échantillons, soit pour du phénotypage haut-débit, soit pour la recherche de biomarqueurs. Pour cela des empreintes sont collectées pour chaque échantillon. Chaque empreinte (chaque spectre) est ensuite décomposée (phase de réduction de données) pour générer un jeu de données caractéristiques de l’échantillon. Une analyse statistique (PCA, PLS, etc.) est ensuite appliquée sur l’ensemble des échantillons pour faire ressortir des facteurs discriminants.

• Analyse globale par LC-HRMS
• Empreintes métaboliques 1H-RMN
• Analyses statistiques multivariées à partir de données d'empreintes métaboliques RMN ou MS


Profilage métabolique :

Le profilage métabolique (Metabolite profiling) consiste en l’analyse de tous les métabolites d’une voie ou ceux d’une classe donnée. Cela peut être réalisé par spectrométrie de masse ou par RMN. Les méthodes de séparation des métabolites utilisées sont essentiellement basées sur la chromatographie liquide (LC), gazeuse (GC) ou bien encore sur plaque (TLC). A l’aide de cette méthode, il est possible de suivre l’évolution des métabolites dans une voie ou des voies interconnectées.

• Analyse de surnageant de culture par RMN 500MHz
• Analyse de métabolomique quantitative par IC-MS/MS
• Analyse de surnageant de culture par HR-RMN 800MHz
• Prestation analytique en métabolomique par spectrométrie de masse


Lipidomique :

Les lipides sont des molécules globalement solubles dans les solvants organiques. Ils sont connus pour leur rôle dans le stockage de l'énergie et dans la structuration des édifices cellulaires, mais ils jouent également un rôle très important de signalisation dans bon nombre de pathologies. Les lipides peuvent être présents en très faibles ou au contraire très fortes quantités, avec des structures extrêmement hétérogènes. Il est donc difficile de proposer une analyse globale de ces molécules, du fait de leur complexité. Les analyses sont donc majoritairement famille-dépendantes.
MetaToul propose de quantifier ces molécules par des méthodes classiques de chromatographie gazeuse et liquide couplée ou non à la spectrométrie de masse, mais aussi par RMN, dans tout type de micro-échantillons : fluide biologique (plasma, urine...), cellules, végétaux, tissus (foie, cerveau, rein, cœur, intestin, muscle ...).

• Lipides neutres (sans DAG) par GC
• Lipides neutres avec DAG par GC
• Acides gras totaux par GC
• Acides gras libres par GC
• Eicosanoides par LC-MS
• Principale classe de phospholipides par LC-MS
• Céramide et sphingomyéline par LC-MS
• PIPs par LC-MS
• Oxystérols par GC-MS
• Acides gras hydroxylés libres par GC-MS
• Acides gras hydroxylés totaux par GC-MS
• Stérols C4 par LC-MS
• Profil de lipoprotéines
• Sphingosine, sphinganine par LC-MS
• Sphingosine phosphate par LC-MS


Analyses ciblées :

L’analyse ciblée est l’analyse quantitative d’un groupe particulier de métabolites, correspondant soit à une famille physico-chimique, soit aux différents métabolites impliqués dans une voie métabolique particulière. Ces analyses peuvent être effectuées sur tissus, dans des fluides biologiques ou encore chez les plantes.

• Dosage de la cefquinome dans les fluides biologiques et les milieux de culture
• Dosage d'amines aromatiques hétérocycliques dans les viandes
• Dosage du BPA-Glucuronide dans les urines
• Dosage du BPA, BPA-G et BPA-S dans les fluides biologiques et milieux de culture
• Dosage de l'adduit dG-C8-PhIP
• Dosage de l'acide salycilique par HPLC-Fluorescence chez les plantes
• Analyse de profils phénoliques et flavonoïdes par HPLC-DAD chez les plantes
• Analyse d'auxine par GC-MS chez les plantes
• Analyse de chitooligosaccharides par LC-MS chez les plantes
• Analyse de lipochitooligosaccharides par LC-MS chez les plantes
• Analyse de strigolactones par LC-MS chez les plantes

A ces analyses quantitatives s’ajoutent également des analyses structurales réalisées par RMN et/ou par spectrométrie de masse, destinée à l’identification de composés inconnus (produits naturels, contaminants, métabolites produits in vivo ou in vitro chez l’animal ou le végétal, etc…).

• Analyse structurale par MS
• Analyse structurale par RMN


Profilage isotopique :

Lorsque que l’on introduit la notion de traceur isotopique dans le profilage métabolique, on parle alors de profilage isotopique. Cela consiste en l’analyse des isotopomères de masse ou de position de tous les métabolites d’une voie ou ceux d’une classe donnée. A l’aide de cette méthode, il est possible de suivre le devenir du traceur dans un réseau métabolique afin de caractériser finement ce réseau et aller jusqu’à l’identification de nouvelles voies métaboliques. Les données obtenues en profilage isotopique peuvent également servir au calcul de flux métaboliques. La plate-forme dispose des compétences et des équipements pour l'étude du métabolisme par marquage isotopique, soit par des isotopes stables (13C, 15N, etc.), soit par des isotopes radioactifs (14C, 3H).

• Profilage isotopique des isotopomères de masse par IC-MS/MS


13C - fluxomique :

La fluxomique est la mesure des vitesses réelles des réactions métaboliques dans le système biologique intègre (flux intracellulaires, intratissulaires). Il n’existe pas de méthode directe permettant de mesurer des flux dans une cellule ou un tissu intègre. L’approche indirecte la plus pertinente est basée sur des stratégies de marquage isotopique (13C) couplées à l’analyse fine (mesure des isotopomères) de l’incorporation isotopique dans les métabolites, réalisée soit par spectrométrie de masse, soit par RMN. Elle aboutit à l’obtention de cartes de flux qui représentent la distribution quantitative des flux (ici carbonés) dans le réseau métabolique du système biologique étudié. La plate-forme met à disposition ses compétences dans le domaine de la fluxomique pour aider à la conception et à la réalisation de projets d’analyse des flux métaboliques. Suivant les modèles biologiques et les objectifs du projet, elle peut prendre en charge la réalisation des expériences de marquage isotopique et l’analyse isotopique (soit par RMN, soit par spectrométrie de masse). Elle aide aussi à l’interprétation des données.

• Prestation analytique en fluxomique par spectrométrie de masse
• Prestation analytique en métabolomique et fluxomique par RMN

Moyens et equipements

Résonance Magnétique Nucléaire :
- Spectromètre Bruker Avance 800 MHz, cryo-sonde, LC-RMN (2010)
- Spectromètre Bruker Avance 600 MHz, cryo-sonde, LC-RMN (2002)
- Spectromètre Bruker Avance 500 MHz, LC-RMN (2005)

Spectrométrie de masse :
* LC-MS en couplage:
- 2 LTQ Orbitrap avec sources ESI, HESI, APCI et APPI (2010)
- 1 EXACTIVE
- 1 QTOF Maxis avec source ESI
- 1 Q-TRAP 4000 avec source ESI (2005)
- 1 TSQ Quantum / 1 TSQ Vantage / 1 XEVO TSQ avec sources ESI, HESI, APCI et APPI (2010)
- 1 TQ6460 Agilent avec sources ESI et APCI (2010)
- 2 LCQ Deca XP Max et Classic avec sources APCI ou par électrospray (1998)
* GC-MS en couplage
- 1 ISQ LT
- 1 ISQ
- 1 LTQ

Outils logiciels pour le traitement et l'interprétation des données.

Robot de Fluxomique.

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