Traduire les mégadonnées métabolomiques en connaissances moléculaires
Publié par Redbran le 28/11/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

©METASPACE
Le domaine de la métabolomique devrait améliorer notre compréhension de la biologie, de la physiologie et de la médecine. Le projet METASPACE a pour objectif de faire progresser l'utilisation clinique de la métabolomique grâce à de nouveaux outils de bio-informatique (On regroupe sous le terme de bioinformatique un champ de recherche multi-disciplinaire où travaillent de concert biologistes, informaticiens, mathématiciens et physiciens, dans le...) et d'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des...) en nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la...).

La métabolomique complète la génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et non plus limitée...), la transcriptomique et la protéomique en fournissant des informations sur les processus biochimiques et en éclairant l'implication de facteurs non-génétiques, comme l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre...), le régime alimentaire (Pour les régimes alimentaires d'ordre culturel pratiqués par l'Homme voir pratique alimentaire; Pour les régimes visant à perdre du poids voir régime amaigrissant.) et le microbiome. En métabolomique spatiale, l'enjeu consiste à localiser des centaines de métabolites à un niveau de résolution cellulaire ou sous-cellulaire.

Un moteur de recherche bio-informatique en source ouverte

De récentes avancées technologiques en imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la...) par spectrométrie de masse (La spectrométrie de masse est une technique d'analyse chimique permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse monoisotopique. De plus, la spectrométrie de masse...) avec une résolution de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) élevée ont permis d'obtenir des images de métabolites présents dans des sections de tissus biologiques. Cependant, dans ce domaine, l'un des principaux goulets d'étranglement est dû à l'absence de méthodes bio-informatiques pour l'interprétation moléculaire des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de métabolomique spatiale. Pour résoudre ce problème, des scientifiques ont travaillé dans le cadre d'un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) financé par l'UE, METASPACE, pour développer une plateforme communautaire en ligne ouverte qui intègre des outils de bio-informatique dans des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus...) de travail validés et destinés à une utilisation clinique. "Notre objectif final consistait à promouvoir un écosystème de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) pour exploiter les données de métabolomique spatiale qui profite à la fois aux universitaires et aux industriels", explique le docteur Theodore Alexandrov, coordinateur du projet.

METASPACE a élaboré des algorithmes destinés à la notation putative à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne broadband) fait référence à des capacités d'accès à internet supérieures à celle de...) de centaines de métabolites, notamment un système de notation novateur permettant de quantifier la présence d'un métabolite dans les cellules d'une section de tissus. Par exemple, ce système a permis d'identifier des oncométabolites dans une section de tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans précision de cause.) ou des médicaments administrés puis assimilés par le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) rénal. Ces algorithmes ont été implémentés en tant que logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus...) en nuage et sont dotés d'une interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir fonctionner...) conviviale.

L'équipe de recherche est parvenue à impliquer la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme...) et à l'international qui a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni,...) plus de 3 000 ensembles de données publiques dans le plus grand effort de partage de données jamais réalisé dans le domaine de la métabolomique spatiale. L'équipe METASPACE a évalué son logiciel dans le cadre d'une étude de cas clinique portant sur un cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée. Ces cellules...) de l'œsophage ainsi que pour des applications de développement de médicaments pour la R&D pharmaceutique. Le recours aux technologies en nuage a permis de traiter plus de 50 TB de données brutes.

Le futur de METASPACE

METASPACE est déjà utilisé par plus de 200 scientifiques dans plus de 70 laboratoires dans le monde (Le mot monde peut désigner :). Les plus de 400 comptes à suivre de compte twitter (Twitter est un outil de réseau social et de microblogage qui permet à l’utilisateur d’envoyer gratuitement des messages brefs,...) du projet ont permis de diffuser activement les nouveautés et d'impliquer la communauté. Le Dr Alexandrov confesse "ce projet a modifié ma vision de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient...) moderne et de ses impacts. C'était très motivant de voir la communauté scientifique s'accorder pour partager des données et créer une vaste base de connaissances publiques sur la métabolomique spatiale".

Collectivement, les informations relatives aux métabolites détectés dans les sections de tissus prélevées sur des modèles animaux et sur des échantillons humains cliniques posent les bases de recherches futures dans le domaine de la métabolomique spatiale et permettront de s'attaquer à des questions fondamentales de biomédecine. Le besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et les...) croissant d'annotation des métabolites souligne l'impact de ce projet, notamment en ce qui concerne les métabolomes associés à des maladies. Plus important encore, la plateforme permet aux biologistes ou aux spécialistes cliniques ne disposant pas d'une expérience en spectrométrie de masse ou en bio-informatique de traduire des données complexes en connaissances moléculaires.

Dès l'origine, METASPACE a été conçu comme un projet en source et accès ouverts. L'objectif était de stimuler un développement durable (Le développement durable (traduction de Sustainable development) est une nouvelle conception de l'intérêt public, appliquée à la croissance économique et reconsidérée à l'échelle mondiale afin de...) dans ce domaine avec une plateforme capable d'intégrer de futurs algorithmes, logiciels ou services.

Les efforts de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de...) ont conduit à une collaboration dans le cadre du projet METACELL financé par une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une...) ERC Consolidator qui utilisera la plateforme METASPACE pour la détection des métabolites cellulaires. Le logiciel sera également employé comme banc d'essai dans le cadre du projet de TIC de l'UE CloudButton qui travaille sur le développement de technologies novatrices en nuage.

D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) industriel, la plateforme METASPACE présente un fort potentiel et pourrait être intégrée dans les flux de travail de découverte et de test des médicaments des grandes entreprises pharmaceutiques. Se tournant vers l'avenir, le Dr Alexandrov est confiant dans le fait que "METASPACE facilitera les découvertes futures dans le domaine biomédical, supportera des thérapies efficaces, et stimulera l'innovation créant de ce fait de nouvelles opportunités pour la R&D en Europe".

Pour plus d'information voir: projet METASPACE
Page générée en 1.904 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique