Cette fois-ci, nous allons vous expliquer en quoi la protéomique est un outil formidable d’analyse tant ses applications sont variées. En effet, une analyse protéomique peut vous apporter des informations sur comment fonctionne un traitement contre un cancer, tout comme elle peut expliquer l’efficacité d’un produit biostimulant sur une plante ! Et je ne vous parle même pas (ou un peu 😊) de ce que cette analyse peut apporter comme informations concernant l’évaluation d’un produit anti-âge en cosmétique !
En quoi consiste une analyse protéomique ?
Les protéines
Mais commençons par le commencement (c’est toujours mieux 😅) : qu’est-ce qu’une analyse protéomique ? C’est une image à un instant T de l’ensemble des protéines dans une cellule qu’elle soit humaine, animale ou végétale. Pour ceux qui ont un peu de mal avec la notion de protéine, pour la leçon de rattrapage, allez lire notre blog : Spike, kératine, titine et hémoglobine : Quel est le point commun ? L’ensemble des protéines forme ce que l’on appelle le protéome.
Les protéines sont le bras armé de la cellule, elles sont vitales à notre survie. Elle ont des rôles très différents mais essentiels comme, par exemple :
- Composant de la cellule : L’actine est une protéine constituant le squelette de la cellule
- Transport de molécules : L’hémoglobine est une protéine qui transporte l’oxygène
- Régulation de l’activité cellulaire : L’insuline est une protéine qui régule l’entrée du sucre dans la cellule
- Signalisation cellulaire : RAS est une protéine qui intervient dans la régulation de la multiplication des cellules.
La cellule fonctionne grâce à ses protéines. Les protéines appartiennent à des voies (c’est-à-dire un chemin) de signalisation cellulaire ou à des voies métaboliques différentes. Savoir à quoi sert chaque protéine et à quelles voies elles appartiennent est essentiel pour comprendre comment fonctionne une cellule, comment elle va réagir à un traitement, et qu’est ce qui ne va plus dans le cas d’une maladie. L’analyse protéomique vous permet de comprendre justement comment les protéines fonctionnent entre elles et à quelles voies elle appartiennent.
Les protéines et les voies métaboliques
De très nombreuses protéines sont impliquées dans ce que l’on appelle le métabolisme. Le métabolisme, c’est la transformation de molécules pour en créer d’autres à travers différentes voies. Par exemple, le glucose (sucre que l’on mange) va être transformé pour créer des molécules d’ATP (molécule qui donne l’énergie à la cellule pour vivre).
Une équipe de l’Université du Luxembourg a développé Recon 2 qui est la carte la plus complète du métabolisme humain (Alberto Noronha et al., Bioinformatics, 2017) : Elle est vraiment complexe comme tout le monde peut le constater!
Oui le métabolisme c’est complexe mais il peut se simplifier et être rendu plus lisible !
Pour mieux vous expliquer, le métabolisme peut être comparé à une carte de transport. Ce que l’on appelle les « voies » en biologie cellulaire, ce sont les différentes lignes de métro ou de bus. Pour aller d’un point A à un point B, vous avez plusieurs voies possibles : les 16 lignes de métro, les 353 lignes de bus. Si le bus ne fonctionne pas, vous pouvez choisir un autre chemin (le métro ou un autre bus) mais vous arriverez toujours au point B. Vous passerez par différentes stations d’arrêt. Dans le métabolisme, les protéines correspondent à ces arrêts. Une molécule A va être transformée en une molécule B grâce à diverses protéines qui appartiennent à différentes voies (= chemin) plus ou moins rapides.
Et vous allez me dire et l’analyse protéomique dans tout ça ? Ben justement, l’analyse protéomique vous permet de reconstituer la carte des protéines 😊. Elle permet de faire la liste des protéines impliquées en les replaçant sur « la carte » et aussi de les quantifier, pour savoir si elles sont présentes en grande quantité ou non.
A quoi sert une analyse protéomique ?
Grâce à l’analyse protéomique, nous pouvons améliorer nos connaissances en biologie humaine, animale et végétale ! Elle permet d’identifier, de quantifier et caractériser, à un instant T, les protéines présentes dans un échantillon biologique. Une fois les protéines identifiées, des données fonctionnelles sont obtenues : localisation, fonctions, identification de protéines partenaires… L’analyse protéomique est un outil puissant qui peut avoir de nombreuses applications dans divers domaines.
Les applications de la protéomique en santé humaine
L’analyse protéomique a tout d’abord était développée pour analyser l’ensemble des protéines chez l’humain. En effet, le nombre d’articles scientifiques à ce sujet n’a cessé d’augmenter (excepté en 2020, année particulière dans le monde entier…) pour atteindre 7 292 articles en 2019. L’analyse protéomique, dans ce cas, permet de comprendre les maladies. Par quelles voies du métabolisme la cellule produit-elle son énergie pour vivre ? Pourquoi telle ou telle protéine est surexprimée (cela signifie qu’elle est présente en grande quantité par rapport à un cas normal) ? Comment la cellule se défend-elle face à un stress?
De la même manière, l’analyse protéomique permet d’analyser l’impact d’un traitement sur la cellule et de voir son efficacité.
Pour chaque maladie, l’analyse protéomique permet d’établir un profil d’expression des protéines, cela correspond à la carte d’identité ! Chaque maladie est unique et se différencie d’une autre par son profil protéique.
Les applications de la protéomique en agriculture
Actuellement, un des objectifs de la transition écologique en agriculture est de développer de nouveaux produits naturels (biocontrôle, biostimulant…) afin de remplacer les pesticides toxiques. Dans ce contexte, au cours des 10 dernières années, d’importantes avancées technologiques ont fait de la protéomique un outil puissant à utiliser dans cette quête. En effet, les études protéomiques fournissent les moyens de comprendre la régulation des protéines, leur fonction et leurs interactions. Les protéines qui constituent les plantes permettent à celles-ci de répondre à des changements environnementaux. Et donc, l’analyse protéomique peut expliquer comment la plante se défend face à un agresseur ou à un stress (manque d’eau, chaleur…) en répondant à des questions du type « pourquoi », « comment », « où » et « quand ».
Les applications de la protéomique en cosmétique
En cosmétique, les molécules qui sont mises dans vos crèmes de jour, par exemple, sont appelées ingrédients actifs. Ce sont ces ingrédients actifs qui ont le pouvoir que vous rendre jeune, beau/belle et rayonnant(e) en toutes circonstances (avec plus ou moins d’efficacité 😅). Mais quel est le lien entre ingrédient actif et analyse protéomique ? L’analyse protéomique explique le mécanisme d’action (le fonctionnement des ingrédients actifs dans la cellule), en répondant ainsi à un tas de questions, telles que : Quelles sont les voies empruntées ? Est-ce que c’est toxique ? Est-ce que les cellules « apprécient » tel ou tel ingrédient actif ? Grâce à toutes ces informations, l’analyse protéomique permet de donner les applications potentielles d’un produit : Anti-âge, régénérant, relipidant, énergisant…
Comment réalise-t-on une analyse protéomique ?
Allez un peu d’histoire 😊 les protéines ont été découvertes à partir de 1835 par Gerardus Johannes Mulder, aux Pays-Bas. Le mot protéome voit le jour seulement en 1994 par Mark Wilkins. La notion de protéomique a, quant à elle, vu le jour en 1997 dans un article : Identification des protéines dans l’ère post-génomique : l’ascension rapide de la protéomique.
L’analyse d’un protéome est quelque chose de long et complexe. En effet, un consortium international (« Human Proteome Project » (HPP)) a été créé pour cartographier le protéome humain. La France est donc en charge de l’identification de toutes les protéines codées par le chromosome 14. Dans un récent article de la revue Nature Communications, le protéome humain a été identifié à plus de 90% !
Mais comment se déroule une analyse protéomique ? D’abord, on extrait les protéines, c’est-à-dire que l’on « ouvre » les cellules pour récupérer les protéines. Ces protéines sont ensuite digérées, c’est-à-dire coupées en petits morceaux. Ensuite, ces petits morceaux sont passés à travers un spectromètre de masse.
Alors comment vous expliquer un spectromètre de masse 🤔 ? C’est une grosse machine qui coûte très cher et qui va compter et identifier le nombre de petits morceaux. Grâce à des outils bio-informatiques et des banques d’annotations (c’est un grand dictionnaire de protéines), les petits morceaux sont identifiés et sont réattribués à chaque protéine et la carte protéique est reconstituée. Et la réponse à la question mais pourquoi on n’analyse pas directement les protéines sans les couper en petits morceaux, est simple : Les protéines sont trop grosses 😊.
Elysia Bioscience et l’analyse protéomique
L’analyse protéomique est un outil puissant d’analyse qui donne beaucoup d’informations en même temps. Ces informations sont complexes, vous obtenez un tableau de dizaines de colonnes et de milliers de lignes, qui est franchement pas très compréhensible. C’est comme un puzzle géant de milliers de pièces en une seule couleur avec des motifs dans tous les sens. Vous allez y passer beaucoup de temps et d’énergie (et probablement de nerf) à reconstituer ce puzzle. C’est là, où Elysia Bioscience peut vous faire gagner un temps conséquent et par la même occasion économiser vos nerfs 😁.
En effet, chez Elysia Bioscience, nous reconstituons rapidement et efficacement ce puzzle. Concrètement, nous rendons ce fameux tableau compréhensible. Nous faisons ressortir les informations essentielles sous forme de graphiques et d’explications scientifiques simples. Fini la perte de temps et l’incompréhension ! A la place, avec Elysia Bioscience, vous optimisez votre R&D en obtenant de nombreuses informations essentielles en une seule analyse, synonyme d’efficacité, de rapidité et de compréhension.
