Nutritional Metabolomics: What are the perspectives?

INRA UMR 1019, Plateforme d’exploration du métabolisme: des gènes aux métabolites, 63122 Saint-Genès Champanelle

^* jls@clermont.inra.fr

Résumé

Une approche traditionnelle en nutrition a longtemps été d’étudier l’effet d’un régime oubien d’un nutriment donné sur une fonction particulière ou un organe cible, ceci pour expliciter lesmécanismes par lesquels les macro et micronutriments interviennent dans les voies métaboliques. Le développement de techniques analytiques très performantes et d’outils à haut débit comme par exemple la métabolomique ouvre maintenant un champ d’investigation beaucoup plus large permettant d’intégrer un ensemble de réponses biologiques résultant de la complexité de l’aliment et des régimes alimentaires. La métabolomique consiste en l’acquisition à partir de fluides biologiques (sang, urine, salive) de profils métaboliques complexes par l’analyse de centaines de métabolites le plus souvent par 1HRMN, ou différentes techniques de couplage (HPLC-MS ou GC-MS) et leur comparaison par analyses statistiques multivariées. Elle s’est d’abord développée dans le champ de la toxicologie pour prédire les effets toxiques de médicaments dans les phases précoces de développement. Les études en nutritionsont encore récentes mais différents programmes de recherche concernent l’identification de marqueurs précoces de déséquilibres métaboliques associés à l’apparition de pathologies. Deux approches sont possibles: la première est une approche ciblée qui concerne l’étude d’une voie métabolique définie comme par exemple le métabolisme des glucides ou celui des lipides. La deuxième est une approche globale qui consiste à définir une empreinte métabolique en caractérisant le plus grand nombre possible de métabolites afin d’identifier les diverses voies métaboliques perturbées suite au stimuli. Toutefois, les bases de données « métabolites » permettant la saisie et la consultation de molécules identifiées lorsd’explorations nutritionnelles sont encore insuffisantes pour permettre l’identification d’un grand nombre de métabolites. Chez l’homme, il existe également une variabilité interindividuelle importante cequi représente un autre facteur limitant pour cette approche à haut débit. De plus, contrairement aux effets des toxiques, les effets liés à un changement de régime sont souvent de faible amplitude ce quipeut entraîner des difficultés de détection et d’identification des métabolites. La plateforme d’exploration du métabolisme de Clermont-Ferrand participe au développement de l’outil métabolomique dans le domaine de la nutrition et de la bioinformatique en partenariat avec le centre de bioinformatique de Bordeaux (CBiB) en particulier dans le cadre de l’ANR Metaprofile. Il s’agit de structurer une base de données en nutrition incluant non seulement des données de métabolomique mais également des données complémentaires de transcriptomique et de protéomique afin d’interroger et de croiser les différents jeux de données, et ainsi obtenir l’ensemble des informations des gènes aux métabolites.