Ce mémoire décrit plusieurs travaux concernant le traitement de données et l’analyse de spectres de masse à haut débit. La spectrométrie de masse est une méthode connue de mesure chimique. Appliquée à des échantillons biologiques, la spectrométrie de masse devient alors une technique de mesure métabolomique, c’est-à-dire mesurant l’ensemble des métabolites de l’échantillon, soit les petites molécules composant le fluide biologique et qui interagissent avec le métabolisme. Le projet présenté ici est effectué en partenariat avec Héma-Québec afin de concevoir de nouveaux tests de contrôle de qualité à partir de spectrométrie de masse. L’application de la technologie de la source LDTD à la spectrométrie de masse permet d’acquérir des spectres à haut-débit. Cela représente un bénéfice au coût de l’acquisition des spectres ainsi qu’à la rapidité du processus. On peut ainsi obtenir de grandes quantités de spectres afin de construire des ensembles de données. On peut ensuite appliquer le domaine informatique de l’apprentissage automatique à ces données. On peut utiliser ce domaine afin de classifier les spectres d’échantillons de produits sanguins et fournir des garanties statistiques sur cette classification. L’utilisation d’algorithmes parcimonieux et interprétables peut aussi mener à la découverte de biomarqueurs. Les travaux présentés ici concernent la conception de deux méthodes de traitement des spectres de masse. La première méthode est la correction par masses de verrouillage virtuelles, utilisée pour corriger les biais de mesure uniformes. La seconde est une méthode d’alignement, qui est un outil de correction d’erreurs de lecture. De plus, une nouvelle méthode à noyau, soit une méthode mathématique de comparaison entre des exemples, fut mise au point spécifiquement pour le travail avec des spectres de masse. Finalement, des résultats de classification sur spectres de masse acquis par LDTD et par spectrométrie de masse avec chromatographie liquide sont présentés. / This memoir describes work concerning the treatment and analysis of high-throughput mass spectrometry. Mass spectrometry is a tried and tested method of chemical measurement in a sample. Applied to biological samples, mass spectrometry becomes a metabolomic measurement technique, meaning that it measures the metabolites contained in a sample, which are small molecules present in the biological fluid that interact with the individual’s metabolism. The project that is presented here is a partnership with Hema-Québec in order to conceive new quality control tests from mass spectrometry measurements. The application of the LDTD ionisation source in mass spectrometry makes the acquisition of spectra in high-throughput possible. This represents a large benefit in terms of experimental costs and in time. Large datasets of mass spectra can then be obtained in a short period of time. The computer science domain of machine learning can then be applied to this data. Statistical machine learning can then be used to classify the spectra of blood product samples and provide statistical guarantees on this classification. The use of sparse and interpretable machine learning algorithms can also lead to the discovery of biomarkers. The work presented in this memoir concerns the design of two methods of treatment of mass spectra. The first of these methods is the correction by virtual lock masses, used to correct any uniform shift in the masses in a spectra. The second is a new method of peak alignment used to correct slight measuring errors. In addition, a new kernel method, a method to mathematically compare examples, was designed specifically for application on mass spectra data. Finally, results of classification on mass spectra acquired with an LDTD ionisation source and by liquid chromatography mass spectrometry will be presented.

La médecine transfusionnelle féline a connu une croissance exponentielle au cours des dix dernières années. La découverte du système de groupes sanguins AB et la meilleure compréhension des mécanismes d’incompatibilité donneur-receveur, ainsi que le développement de systèmes de collecte adaptés au chat et de techniques de typage sanguin au chevet du patient ont permis d’améliorer la sécurité des transfusions. Notre travail s’est intégré dans cette volonté d’optimiser la sécurité des transfusions sanguines chez le chat en se concentrant sur deux aspects différents : le prélèvement de sang et les antigènes érythrocytaires à l’origine d’incompatibilités donneur-receveur non expliquées par le système AB. Dans un premier temps, un système de collecte de sang adapté au chat a été fabriqué afin de permettre un prélèvement fermé et autoriser le stockage des produits sanguins. Ce système a été comparé à un système ouvert composé de seringues. Le système fermé apparaît adapté au prélèvement de sang car aucune différence significative n’a été enregistrée dans les paramètres vitaux des donneurs après le prélèvement, le succès du prélèvement, ou la qualité du produit sanguin en termes de contamination bactérienne et d’hémolyse, entre les deux systèmes. Le net avantage du système fermé est qu’il assure un temps de prélèvement plus rapide que le système ouvert. Dans un second temps, en réalisant des tests de compatibilité chez 258 chats de type A, nous avons montré que la probabilité de détecter des incompatibilités entre deux chats de groupe A sélectionnés aléatoirement était de 3.9 %, et que 7 % des chats de groupe A présentaient des allo-anticorps naturels extérieurs au système AB. Sept des 18 allo-anticorps naturels détectés ont été utilisés comme réactifs lors d’un typage sanguin extensif. Les analyses sur l’accord des résultats du typage obtenus avec les différents réactifs ont permis d’identifier cinq nouveaux antigènes érythrocytaires félins différents, nommés FEA 1 à FEA 5 (pour feline erythrocyte antigen), dont l’hérédité, la prévalence, la distribution géographique et par race, ainsi que l’immunogénicité restent encore à déterminer. / Feline transfusion medicine has grown exponentially over the past decade. The discovery of the AB blood group system and the better understanding of the mechanisms of donor-receiver incompatibility, as well as the development of cat-friendly collection systems and bedside blood typing techniques have improved transfusion safety. Our work has been part of this effort to optimize the safety of blood transfusions in cats by focusing on two different aspects: blood collection and red blood cell antigens that cause donor-recipient incompatibilities unexplained by the AB system. First, a blood collection system adapted to the cat was manufactured to allow collection in a closed-system and storage of blood products. This system was compared to an open system consisting of syringes. The closed system appeared well-adapted for feline blood collection because no significant difference was found in the vital parameters of the donors after collection, the success of the collection, or the quality of the blood product in terms of bacterial contamination and hemolysis. The distinct advantage of the closed system was that it provided a shorter duration of collection than the open system. Secondly, based on the systematic crossmatches of 258 cats, we showed that the probability of detecting incompatibilities by randomly crossmatching two type A cats was 3.9 %, which resulted in at least 7 % of type A cats having naturally occurring alloantibodies outside the AB blood group system. Seven of the 18 detected naturally occurring alloantibodies were used as reagents in an extensive blood typing. Comparison of the results obtained from this extensive blood typing supports the existence of five, presumably different, new feline erythrocyte antigens, named FEA 1 to FEA 5, whose mode of inheritance, geographical and breed distribution, frequency and immunogenicity have yet to be determined.