Fonctionalités du microbiote intestinal et maladie cardiométabolique: approche protéomique – ProteoCardis

L’appel à projets générique de l’ANR 2015 encourage et soutient fortement l’intégration de métadonnées fiables qui, une fois analysées et interprétées efficacement, peuvent devenir une source quasiment inépuisable de découvertes dans le domaine de la santé.

C’est exactement l’objet de Proteocardis, qui propose une étude d’association du risque cardio-métabolique à l’échelle du métaprotéome intestinal humain (protéome collectif de l’écosystème intestinal). Dans ce projet sans précédent, nous allons produire les profiles métaprotéomiques intestinaux (plusieurs milliers de protéines et plusieurs dizaines de milliers de peptides) de 370 personnes, et les mettre en perspective d’un grand nombre de données cliniques, biologiques, métaboliques, cardiologiques et comportementales, collectées dans le cadre du projet MetaCardis (financé par le 7ème PCRD) et affinées grâce au soutien de l'ANR.

Dans le programme-cadre MetaCardis, le métagénome intestinal de plus de 2000 patients à différents stades de leur maladie cardio-métabolique, est analysé par séquençage haut débit de l’ADN microbien fécal total, ressource considérable pour la découverte de nouveaux biomarqueurs et cibles thérapeutiques.

En complément, ProteoCardis propose une approche métaprotéomique holistique pour aller au-delà du potentiel génétique identifié par les méthodes métagénomiques, et se rapprocher au plus près des fonctions métaboliques et cellulaires réellement exprimées par le microbiote intestinal. Comprendre l’altération de ces fonctions chez les patients devrait ouvrir de nouvelles pistes de thérapies ciblées et conduire à l’identification de nouvelles molécules thérapeutiques afin d’améliorer l’état de santé des patients, et la prévention des maladies cardio-vasculaire.

ProteoCardis procédera en deux étapes, selon une stratégie que nous avons déjà validée à plus petite échelle.

Par une méthode de protéomique globale en shotgun, nous rechercherons, parmi plusieurs milliers de protéines, celles qui sont associées à la maladie coronarienne, chez 150 patients (CAD, 50 premiers épisodes et 100 malades chroniques, avec ou sans insuffisance cardiaque séquellaire) et 50 contrôles (CTRL) appariés pour l’indice de poids corporel et le sexe. Nous rechercherons également des signaux chez 20 sujets avant (BS1) et un an après (BS2) chirurgie bariatrique, intervention connue pour diminuer le risque cardio-métabolique. Enfin, nous identifierons une liste de variables pertinentes extraites dans le contexte d’aggravation (CAD vs. CTRL) et d’amélioration de l’état clinique.

Ensuite, pour confirmer ces candidats et valider finement leur valeur prédictive chez des sujets à risque, nous mettrons en place un test multiplexé indépendant, ciblant spécifiquement les candidats à évaluer (protéomique ciblée par SRM, Selected Reaction Monitoring). Un échantillon test de malades (20 CAD) et contrôles (20 CTRL), déjà analysés en métaprotéomique shotgun, permettra de confirmer les candidats. Nous examinerons ensuite l’intensité de ces signaux chez 150 sujets supplémentaires à haut risque cardiovasculaire (50 syndromes métaboliques, 50 obèses et 50 diabètes de type 2), ainsi que l'association de ces signaux avec des facteurs de risque connus ainsi qu’avec tout nouvel évènement symptomatique survenu sur une durée de 4 ans.

Les résultats attendus ont deux niveaux d’impact : immédiat, puisque l’ensemble de l’étude générera de nouveaux standards (Standard Operating Procedures) en matière de métaprotéomique intestinale, à partager avec la communauté scientifique; à plus long terme, l’intégration très novatrice de données métaprotéomiques, métagénomiques et cliniques améliorera de façon importante notre connaissance des interactions hôte-microbiote et ouvrira de nouvelles perspectives pour l’amélioration de l’état de santé des patients, et la prévention des maladies cardio-vasculaire