Au laboratoire CEISAM, les chercheurs de l’équipe MIMM ont développé une nouvelle méthode d’analyse pour la métabolomique, discipline qui étudie les petites molécules présentes dans les échantillons biologiques. Cette nouvelle approche, d’une très haute sensibilité, repose sur le couplage de la RMN du carbone-13 à la polarisation dynamique nucléaire. C’est la toute première fois que cette technique est utilisée pour une étude métabolomique par RMN du carbone-13 en abondance naturelle. Ce résultat, obtenu en collaboration avec Bruker Biospin et avec des chercheurs de Bordeaux, Lyon et Vienne, constitue la première avancée majeure du projet ERC SUMMIT porté par Patrick Giraudeau et initié en 2019.
La métabolomique joue un rôle central en biologie des systèmes, et la RMN y joue un rôle majeur grâce à son excellente précision et à la résolution exceptionnelle qu’elle offre en termes d’information chimique. La plupart des études métabolomiques par RMN sont basées sur la spectroscopie 1H mono-dimensionnelle, sévèrement limitée par le chevauchement des pics.
La RMN 13C bénéficie d’une meilleure dispersion des signaux mais est très peu utilisée en métabolomique en raison de sa sensibilité environ 6000 fois plus faible. Ce travail propose une nouvelle approche, basée sur la RMN 13C hyperpolarisée en abondance naturelle, qui s’affranchit de cette limite. Un nouveau workflow d’analyse métabolomique non ciblée, basé sur la RMN couplée à la polarisation nucléaire dynamique par dissolution (d-DNP) permet pour la première fois de réaliser une étude métabolomique par RMN 13C en abondance naturelle hyperpolarisée.
L’analyse statistique des données ainsi obtenues permet de distinguer deux groupes d’extraits de plantes (tomates) et met en évidence des biomarqueurs, en plein accord avec les résultats précédents sur le même modèle biologique. Une attention particulière a également été accordée à l’optimisation des paramètres du système semi-automatique d-DNP, adapté aux études à haut débit.
Voir la publication sur ACS : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c03510