Phénotypage par la métabolomique pour l'épidémiologie nutritionnelle – PhenoMeNEp

L’alimentation constitue une variable particulièrement complexe et évolutive. A l’heure où les avancées technologiques permettent un génotypage des individus à grande échelle, l’épidémiologie nutritionnelle a aujourd’hui besoin de meilleurs outils pour caractériser les consommations alimentaires individuelles. Ces nouveaux outils permettront notamment d’améliorer l’étude des interactions entre génotype, alimentation et métabolisme, et leur mise en relation avec la prévention des maladies chroniques. Aujourd’hui les méthodes classiquement utilisées pour évaluer les consommations alimentaires, en particulier les questionnaires de fréquence alimentaire, présentent des limites bien connues, qui peuvent atténuer, voire masquer totalement des associations existantes entre alimentation et santé. Les développements récents de la métabolomique basée sur la spectrométrie de masse ont ouvert de nouvelles perspectives de phénotypage plus fin des consommations, par l’analyse des centaines de métabolites de nutriments et micro-constituants retrouvés dans les fluides biologiques après digestion des aliments (fraction « Food metabolome »).
Le projet PhenoMeNep propose la première application de l’approche métabolomique dans une étude de cohorte pour rechercher des biomarqueurs de consommation. Ce projet s’appuie sur des résultats préliminaires obtenus dans le cadre du programme Agruvasc (ANR ALIA 2007-2009), au cours duquel de nouveaux biomarqueurs de la consommation d’agrumes avaient été recherchés par approche métabolomique dans deux études d’intervention contrôlées. Les métabolomes urinaires analysés par spectrométrie de masse haute résolution avaient permis de discriminer la consommation de jus d’orange et de pamplemousse par rapport à une boisson contrôle, ceci à la fois dans le cadre d’une alimentation très contrôlée et chez des volontaires ayant consommé du jus d’orange pendant un mois dans le cadre d’une alimentation libre. Un travail d’identification des signaux discriminants avait permis de distinguer divers métabolites de micro-constituants végétaux comme de nouveaux biomarqueurs potentiels de la consommation d’agrumes. Les biomarqueurs issus de ce type d’approche ouverte dite « data-driven » et utilisés en combinaison devraient s’avérer beaucoup plus robustes et spécifiques que les biomarqueurs classiques. Dans le projet PhenoMeNEp, une exploration des métabolomes urinaires et plasmatiques sera réalisée pour 150 faibles et 300 forts consommateurs de fruits et légumes (F&L) sélectionnés dans la cohorte SU.VI.MAX2 sur la base des données issues des questionnaires alimentaires. Seront recherchés des biomarqueurs reflétant la consommation à long terme d’un régime riche en F&L, ainsi que la consommation de onze aliments d’origine végétale sélectionnés pour leur importance présumée dans la prévention des maladies chroniques. La difficulté d’annotation des ions correspondant aux métabolites de micro-constituants végétaux, en raison notamment de leur absence dans les bases de données internationales existantes, constitue aujourd’hui un frein important à l’utilisation de l’approche métabolomique pour la recherche de biomarqueurs de consommation. Un des principaux objectifs du projet PhenoMeNEp sera de développer des méthodes d’analyse optimisées, basées sur la spectrométrie de masse haute résolution, ainsi que des outils bioinformatiques et bases de données adaptés à l’étude du Food metabolome. Ces développements, et notamment la base de données Food metabolome sont aujourd’hui très attendus par la communauté scientifique. Ce projet qui s’appuie sur les compétences complémentaires de l’UREN (Unité de Recherche en Epidémiologie Nutritionnelle U 557 Inserm/ U 1125 Inra / CNAM /Université Paris 13) et de l’UNH (Unité de Nutrition Humaine UMR 1019- INRA Clermont-Theix/Univ. Auvergne) devrait constituer une étape importante dans l’évolution des méthodes de caractérisation des consommations alimentaires pour l’épidémiologie nutritionnelle.