La spectrométrie de masse joue un rôle clef dans l’exploration spatiale, notamment dans la caractérisation de la matière organique présente sur de nombreux objets du Système Solaire. Dans ce manuscrit, l’accent est particulièrement mis sur Titan, présentant une chimie organique complexe initiée dans son ionosphère et se répercutant jusqu’à sa surface. Les spectromètres de masse embarqués à bord de la mission Cassini-Huygens ont permis de nombreuses détections de composés organiques. Cependant, les limites instrumentales d’un point de vue analytique poussent la communauté scientifique à se pencher sur de nouvelles techniques de spectrométrie de masse dites à haute résolution (HRMS).Mon travail de thèse s’est inscrit dans le développement d’un nouveau type d’analyseur en masse basé sur la technologie Orbitrap, instrumentation HRMS de laboratoire, pour une application spatiale. Ce projet se nomme CosmOrbitrap. L’objectif s’est ainsi concentré sur les possibilités d’analyse de la matière organique avec une configuration instrumentale simple et compacte couplant directement l’analyseur CosmOrbitrap à une ionisation par ablation laser (LAb-CosmOrbitrap), dans un contexte de future mission spatiale. L’identification univoque de composés organiques purs ou formant des mélanges complexes, la démonstration des performances en termes de résolution, de précision en masse et d’étude des rapports isotopiques mais également l’influence de la pression sur la résolution en masse obtenue sur des composés organiques sont détaillées dans ce manuscrit. L’analyse de la matière brute d’analogues d’aérosols de Titan synthétisés en laboratoire (tholins) montre un cas d’étude concret sur les capacités du LAb-CosmOrbitrap à permettre une analyse chimique profonde des échantillons représentatifs d’un environnement d’intérêt exobiologique. / Mass spectrometry is a key tool in space exploration, for the analysis of organic matter of many Solar System bodies. In this dissertation, we mainly focus on Titan. This amazing object in the Solar System shows a very rich organic chemistry from the ionosphere to the surface. Mass spectrometers aboard the Cassini-Huygens spacecraft have allowed the detection of many organic compounds. However, instrumental limits in terms of analytical performances lead scientists to develop new high resolution mass spectrometry techniques (HRMS).My PhD is rooted to the development of a new high resolution mass analyzer based on the Orbitrap technology, for a space application. This project is named CosmOrbitrap. The efficiency of a simple and compact instrumental version of CosmOrbitrap coupled with a laser ablation ionization process (LAb-CosmOrbitrap) is demonstrated on organic matter analyses in the framework of a future space mission. Univocal identification of pure organics compounds and complex organic mixtures, analytical performances such as mass resolving power, mass accuracy and isotopic abundances determination as well as the impact of the pressure on the mass resolution of organics are part of this dissertation. The study of laboratory analogs of Titan aerosols (named tholins) shows capabilities of the LAb-CosmOrbitrap to provide a deep chemical analysis of exobiological environment.

Ces travaux de thèse sont consacrés au développement de nouvelles méthodologies pour l’analyse structurale et quantitative de composés isomères ou isobares en mélange par spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) ainsi que par la technique des ions survivants (SY). À l’aide de cette technique, nous avons développé une méthode de « purification collisionnelle en phase gaz » consistant à purifier un composé par fragmentation sélective du contaminant isomère ou isobare afin de permettre l’analyse structurale et quantitative du composé d’intérêt. Nous avons montré que cette approche peut être utilisée avec succès à la fois lors de l’étape d’excitation collisionnelle (CID) d’une expérience MS/MS, mais également lors du processus d’ionisation (in-source CID). Utilisant cette approche MS/MS sur une fenêtre de 15 m/z, nous avons ainsi pu quantifier, par la méthode de l’étalon interne, un peptide trypsique malgré la présence d’un contaminant isobare. L’optimisation des performances de quantification pour la technique SY a ensuite été étudiée sur des peptides isomères topologiques en mélange et comparée à l’analyse par microscopie infrarouge. Parmi les alcalins, alcalino-terreux et métaux de transition testés, nous avons obtenu les meilleurs résultats avec les adduits au césium. Des résultats comparables à la technique infrarouge ont confirmé la pertinence de notre approche avec de surcroît de meilleures performances analytiques, en particulier en terme de rapidité d’exécution, de sensibilité, d’erreur de prédiction et de limite de quantification. / This PhD work focused to the development of new methodologies for the structural and quantitative analysis of isomers or isobars compounds in mixture using tandem mass spectrometry (MS/MS) and the Survival Yield technique (SY).Using this technique, we have developed a method of « gas phase collisional purification » of purifying a compound by selective fragmentation of the isomeric or isobaric contaminant to allow the structural and quantitative analysis of the compound of interest. We have shown that this approach can be used successfully both during the collisional excitation step (CID) of a MS/MS experiment, but also during the ionization process (in-source CID). Using this MS/MS approach on an isolation window of 15 m/z, we were able to quantify, by the internal standard method, a tryptic peptide despite the presence of an isobaric contaminant.Optimization of quantification performances for the SY technique was then studied on topological isomeric peptides in mixture and compared with infrared microscopy analysis. Among the alkali, alkaline earth and transition metals tested, we obtained the best results with cesium adducts.Results comparable to the infrared technique confirmed the relevance of our approach with, moreover, better analytical performances, in particular in terms of speed of execution, sensitivity, prediction error and limit of quantification.

Le développement de nouveaux donneurs d’oxyde nitrique (NO) dans le traitement chronique des maladies cardiovasculaires nécessite l’étude de leur biodisponibilité après administration par voie orale. Les S-nitrosothiols (RSNOs) apparaissent d’intéressants candidats médicaments pour ce faire, et l’étude de leur perméabilité intestinale est une première étape indispensable. Il est nécessaire de disposer d’une méthodologie analytique suffisamment sensible et sélective, en particulier permettant de différencier entre la production endogène de NO, l’apport alimentaire en ions nitrites et nitrate et le médicament lui-même. Nos travaux de thèse ont consisté à utiliser le S-nitrosoglutathion (GSNO) comme modèle après son marquage par l’isotope stable 15 de l’azote (15N). La dérivation du 15NO libéré par deux méthodes conventionnelles (méthode de Griess conduisant à la formation d’un adduit azoïque ; réaction avec le 2,3-diaminonaphtalène (DAN) formant l’adduit 2,3-naphtotriazole (NAT)) et l’étude de la fragmentation en spectrométrie de masse tandem (MS/MS) des deux adduits correspondants ont mené à sélectionner la dérivation par le DAN comme étant la plus sensible. Une transition originale résultant de la fragmentation du NAT en mode Higher-energy Collisional Dissociation (HCD) au lieu du mode conventionnel Collisionally Induced Dissociation (CID) a été mise en évidence ; elle permet d’atteindre une limite de quantification de 5 nM (soit 20 fois plus basse que celle offerte par la fluorescence). La méthode LC-MS/MS a été validée et appliquée à l’étude de la perméabilité intestinale du GS15NO par deux modèles : l’un in vitro (monocouche de cellules épithéliales type Caco-2), l’autre ex vivo (intestin de rat isolé (ileum) dans une chambre de Ussing). Les valeurs de perméabilité apparente calculées à partir des concentrations des métabolites du GS15NO (ions nitrites, nitrates et RSNOs) le classent comme un médicament de perméabilité intermédiaire. En outre, des études sur les mécanismes de dénitrosation du GSNO ont été menées sur intestin isolé, démontrant en particulier le rôle d’enzymes telles que la γ-glutamyltransférase et la protein disulfide isomerase / The development of innovative nitric oxide (NO) donors for the chronic treatment of cardiovascular diseases implies their bioavailability studies after oral administration. S-nitrosothiols (RSNOs) look interesting drug candidates for this purpose and evaluating their intestinal permeability appears the first step to be realized. Thus, an analytical method offering high sensitivity is needed; moreover this method should be selective by differentiating between the endogenous production of NO, the intake of nitrite and nitrate ions via the diet, and the drug itself. Our work consisted in using S-nitrosoglutathione (GSNO) labeled with the stable nitrogen isotope 15 (15N) as a model. Released 15NO species were derivatized by two conventional methods: Griess method leading to the formation of an azo adduct; reaction with 2,3-diaminonaphthalene (DAN) producing 2,3-naphtotriazole (NAT); fragmentation studies of the two adducts by tandem mass spectrometry (MS/MS) allow the selection of DAN method because it provides the highest sensitivity. An original transition resulting from the NAT fragmentation in Higher-energy Collisional Dissociation (HCD) mode instead of the conventional Collisionally Induced Dissociation (CID) mode was pointed out and permitted to reach a limit of quantification of 5 nM (20 fold less than when using fluorescence). The LC-MS/MS method was validated and applied to the GS15NO intestinal permeability studies with two models: in vitro (a monolayer of Caco-2 epithelial cells), and ex vivo (isolated intestine of rat (ileum) in an Ussing chamber). The apparent permeability values calculated with concentrations of GS15NO metabolites (nitrite, nitrate ions and RSNOs) classify it as a middle permeable drug. Studies on GSNO denitrosating processes using isolated rat intestine demonstrate that the enzymes γ-glutamyltransferase and protein disulfide isomerase play a pivotal role

Un biomarqueur est une molécule (ou un ensemble de molécules) présente dans l’organisme qui témoigne de l’apparition d’un processus pathologique. Il permet ainsi de dépister une maladie, d’en prédire sa gravité ou encore d’évaluer l’efficacité d’un traitement. Les liquides biologiques représentent des milieux de choix pour la recherche de biomarqueurs en pathologie humaine car leur collection est habituelle dans la prise en charge des patients et moins invasive comparée aux biopsies d’organes ou de tissus. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux exosomes présents dans ces liquides biologiques. Les exosomes sont des nanovésicules dont le diamètre est compris entre 30 et 100 nanomètres. Ils sont sécrétés par tous les types cellulaires et contiennent des protéines cytoplasmiques et membranaires spécifiques de leur cellule d’origine. L’intérêt majeur des exosomes isolés à partir des liquides biologiques, est qu’ils constituent une source de biomarqueurs. Ils peuvent donc être assimilés à une « biopsie liquide ». L’analyse des exosomes pourrait compléter utilement des examens classiques de dépistage, de diagnostic et de suivi d’une pathologie. Dans le cadre de projet de cette thèse, nous avons appliqué des techniques de protéomique à haut débit pour l’analyse des exosomes. Nous nous sommes tout d’abord intéressés à l’analyse du profil protéique des exosomes urinaires dans le contexte de deux pathologies du tractus urinaire : la cystinurie et le cancer du rein. La cystinurie est une néphropathie lithiasique d’origine génétique pour laquelle il y a peu de marqueurs biologiques pouvant prédire son évolution vers l’insuffisance rénale terminale. Nous avons développé une méthode de préparation des exosomes urinaire permettant d’analyser de façon reproductible leurs profils protéiques. Nous avons appliqué cette méthode à huit patients cystinuriques et comparé les résultats aux profils obtenus chez dix sujets sains. Un panel de 38 protéines différentiellement exprimé dans les exosomes des patients a été identifié et en partie validé par Western blot. Concernant le cancer du rein à cellules claires pour lequel le diagnostic nécessite des prélèvements invasifs par biopsie, nous avons analysé les exosomes urinaires de huit patients avant et après néphrectomie. Nous avons ainsi pu mettre en évidence un panel de 25 protéines surexprimées dans les exosomes des patients. Enfin, le dernier volet de cette thèse a été consacré à l’analyse des exosomes du lavage broncho-alvéolaire provenant de patients MV, maladie d’origine génétique qui atteint principalement les poumons. L’analyse des exosomes de lavage broncho-alvéolaire pourrait permettre de donner un éclairage nouveau sur la physiopathologie de la maladie. Nous avons réalisé la comparaison des profils protéiques des exosomes de quatre patients MV, et six patients asthmatiques. L’ensemble des résultats obtenus au cours de cette thèse montre que l’analyse protéomique des exosomes issus de fluides biologiques peut aider la recherche de biomarqueurs diagnostics ou pronostics de maladies. / A biomarker is a molecule (or a cluster of molecule) which will reflect the occurrence of a pathological state, giving us the ability to detect a disease, to predict its severity or to assess drug efficiency. Biological fluids are the golden standards for biomarker research in human as they are routinely collected for patients’ follow-up and are less invasive than biopsies. During my PhD, I focused on exosomes that can be found in these biological fluids. Exosomes are nanovesicles with a diameter ranging between 30 and 100 nanometers. Exosomes are secreted by all cell types and harbor cytoplasmic and membranous proteins specific of their cells of origins. One of the major interest of exosomes enriched from biological fluids is that they represent a valuable source of biomarkers. They can be considered as a « liquid biopsy ». Their analysis could complete classical diagnosis and follow-up tools. In this project, we applied high resolution, high throughput proteomic techniques for exosomes analysis. We firstly focused on protein profiles in urinary exosomes in the context of two urinary tract diseases: cystinuria and kidney cancer. Cystinuria is an inherited autosomal recessive disease that is characterized by the formation of cystine stones in the kidneys. To date, there are no markers to predict the evolution toward end stage renal disease. We developed a method to prepare exosomes in order to reproducibly analyze their protein profiles. We applied this method to eight cystinuria patients and compared their profiles to those of ten healthy subjects. A panel of 38 differentially expressed proteins in patients were found and validated by western blots. We also applied this method to patients with clear cell renal cell carcinoma, for which invasive biopsies are necessary for clear diagnosis. We analyzed urinary exosomes form eight patients before and after nephrectomy. We were able to highlight 25 overexpressed proteins in patients’ exosomes. Eventually, the last part of my thesis was dedicated to the analysis of exosomes enriched from bronchoalveolar lavage fluid collected in cystic fibrosis patients, a disease that affects mostly the lungs. Bronchoalveolar lavage fluid exosomes analysis could give a new insight on the mechanisms of this disease. We compared protein profiles in exosomes from four cystic fibrosis patients and six asthmatic patients. The whole point of this work is to show that proteomic analysis of exosomes isolated from biological fluids could become a golden standard for the discovery of diagnosis or prognosis biomarkers.

La notion de biomarqueurs est définie comme « une caractéristique mesurée objectivement et évaluée comme indicateur de processus biologiques normaux ou pathologiques, ou de réponses pharmacologiques à une intervention thérapeutique ». L'intérêt scientifique pour les biomarqueurs est de plus en plus important. Ils permettent, entre autres,une meilleure compréhension des processus pathologiques et de diagnostiquer, voire pronostiquer ces pathologies. Les études « omiques » telles que la lipidomique jouent un rôle essentiel dans la découverte de nouveaux biomarqueurs. La lipidomique consiste à explorer le lipidome d'un échantillon biologique et à déceler l'impact de la pathologie sur ce dernier. Les lipides constituent une vaste et importante famille de métabolites retrouvés dans toutes les cellules vivantes, dont leur nombre est estimé à plus de 100 000 espèces chez les mammifères. Ils sont impliqués, notamment, dans le stockage d'énergie et la transduction de signal. Mon travail de thèse a reposé sur la réalisation d'approches lipidomiques en LC-MS sur diverses applications en santé telles que le syndrome de déficit immunitaire combiné sévère associé à une alopécie et une dystrophie des ongles, le syndrome du nystagmus infantile et le rejet de greffe rénale. A cette fin, des analyses statistiques multivariées et univariées ont été employées pour déceler des potentiels lipides biomarqueurs. / Biomarker was defined as "a characteristic that is objectively measured and evaluated as an indicator of normal biological processes, pathogenic processes, or pharmacological responses to therapeutic intervention". The scientific interest in biomarkers is more and more important. They allow, in particular, to better understand pathogenic processes and to diagnose, even to predict pathologies. "Omics" studies, such as lipidomics, play an essential role in the new biomarkers discovery. Lipidomics consist in exploring biological samples lipidome and in detecting pathogenic impact on this latter. Lipids are a large and important metabolite family found in all living cells. Their quantity is estimated to more than 100,000 species in mammals. They are involved, in particular, in the energy storage and the signal transduction. My PhD thesis involved carrying out lipidomics approaches with LC-MS through various health applications such as severe combined immunodeficiency associated with alopecia syndrome, infantile nystagmus syndrome and renal graft rejection. For this purpose, multivariate and univariate statistical analyses were carried out in order to detect potential lipid biomarkers.

Depuis le début des années 1980, le Commissariat à l’Énergie Atomique développe et met en oeuvre un système de spectrométrie gamma aéroportée, appelé HELINUCTM. Ce système, composé de détecteurs NaI(Tl) d’un volume de 16 L, est utilisé afin d’établir un état des lieux radiologique des sites survolés. Les principales missions du système HELINUC consistent en la réalisation de contrôles environnementaux, l’intervention en situation de crise et la recherche de sources ponctuelles. La réalisation de ces missions nécessite le développement de méthodes d’analyse adaptées. L’approche considérée dans cette thèse repose sur une rupture conceptuelle de l’analyse des spectres par rapport aux méthodes utilisées jusqu’alors au CEA : l’analyse ne repose plus sur une considération individuelle et séquentielle des mesures aéroportées, mais sur une considération globale et simultanée de celles-ci. L’étude et le développement de méthodes statistiques adaptées à la quantification des radionucléides naturels et du 137Cs (de 600 keV à 3 MeV), à l’estimation de la contamination en 241Am (basse énergie, inférieure à100 keV) en cas de crise radiologique et la détection de sources ponctuelles (moyenne énergie, entre 100 keV et600 keV) permettent d’améliorer la précision sur les activités déterminées en vol et la détection de sources de faibles activités. / Since the beginning of 1980’s, the CEA has been developing an airborne gamma spectrometry (AGS) system called HELINUCTM using large volume (16 L) NaI(Tl) detectors. HELINUC is used to produce radioactivity mapping of the soil. The different missions of HELINUC are environmental control of radioactivity, nuclear emergency response and research of orphan sources. The continuous development of analysis methods is then required.The approach considered in this thesis is based on a conceptual break from the analysis of spectra compared to the methods used at the CEA until now: the analysis does not rely on an individual and sequential consideration of airborne measurements, but on an overall and simultaneous consideration of them. The study and development of statistical methods for the quantification of natural radionuclides and 137Cs (from 600 keV to 3 MeV), for the estimation of 241Am contamination (low energy, inferior to 100 keV) in case of radiological emergency and for the detection of orphan sources (medium energy, between 100 keV and 600 keV) improve the accuracy of activities estimation and detection of low activities sources.

Les toxines botuliques (BoNTs) sont les substances les plus toxiques connues. Elles sont responsables du botulisme, une maladie rare mais le plus souvent mortelle sans prise en charge médicale. Cependant, les applications médicales des BoNTs sont de plus en plus nombreuses du fait de leurs propriétés paralysantes. Leur toxicité par voie inhalée en fait un des 6 principaux agents du risque intentionnel. Les BoNTs, produites par Clostridium botulinum, se répartissent en 7 types sérologiques qui se déclinent en sous-types. Cette biodiversité rend difficile leur identification par les méthodes classiques utilisées pour les toxines protéiques (approches immunologiques). Jusqu’à présent, seule l’analyse génétique permettait de distinguer les différents sous-types entre eux. Dans ce travail a été développée une méthode d’analyse en LC-QqQ-MS/MS en mode MRM pour identifier les différents sous-types de la BoNT/A dans des matrices complexes à partir de peptides communs et spécifiques à ces sous-types. Un traitement d’échantillon par immunocapture sur billes magnétiques couplées à des anticorps anti-peptides a été développé pour isoler la toxine de l’échantillon avant analyse. Des surnageants de culture des sous-types A1 à A3, A5, A7 à A8 ont été utilisés pour valider la méthode. La limite de détection de la méthode est compatible avec les taux de toxine retrouvés habituellement dans les échantillons naturellement contaminés. Cette méthode de spectrométrie de masse a ensuite été utilisée pour quantifier les différents sous-types de la BoNT/A dans une matrice complexe (surnageants de culture de C. botulinum). Une technique de quantification, utilisant un isotope stable de la chaine légère de type A1, ([13C6]K et [13C6]R), a été retenu comme étalon interne. Les différents sous-types de BoNT/A ont été quantifiés dans les surnageants et la quantité de BoNT correspondante à une dose létale minimale de 100% a été déterminée pour chaque sous-type. / Botulinum neurotoxins (BoNTs) are the most poisonous substances known. They are responsible for human botulism, a rare but potentially fatal disease if not quickly treated. However, BoNTs were approved for the treatment of numerous medical applications due to their temporary paralysis effects. BoNTs are among the six agents with the highest risk of potential use as bio-weapons because of their high toxicity in aerosol form. BoNTs, produced by Clostridium botulinum, are divised into seven toxinotypes and each toxinotype contains several subtypes. This biodiversity makes more difficult their identification with classical methods by immunological ways. Until now, only molecular genetical methods could differenciate subtypes among them. The aim of this work was to develop a liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) in MRM mode to efficiently discrimate the distinct subtypes from specific and common peptides. Immunocapture sample preparation with antipeptides antibodies was used and allowed the isolation of the toxin from the sample. Subtyping was performed with crude supernatants (BoNT/A1 to /A3, /A5, /A7 and /A8) in order to validate the method. Limit of detection (LOD) of the proposed method is in the range of minimal toxin concentration found in naturally contamined samples. In a second part of this work, this mass spectrometry method was used to quantify the neurotoxin in complex matrices (supernatants of Clostridium botulinum cultures). Isotope labeled light chain (13C6]K et [13C6]R) from botulinum A1 neurotoxin was produced and used as internal standart. Subtypes were quantified in supernatants and the quantity of neurotoxin for one minimal lethal dose 100% was determined for each subtype

Les leishmanioses sont des parasitoses en constante évolution, et l’accroissement d’apparitions de résistances vis-à-vis des traitements disponibles en fait une des préoccupations majeures des organismes de santé publique dans le monde. La miltefosine est actuellement le seul antileishmanien actif par voie orale. Son mécanisme d’action implique les lipides et notamment les phospholipides membranaires du parasite.Afin d’évaluer les effets de la miltefosine sur le parasite ainsi que les mécanismes de résistances, une étude lipidomique d’un clone de Leishmania donovani cultivé sous différentes conditions (traité, résistant, résistant-traité) a été réalisée dans le présent travail. Des analyses couplant une séparation des phospholipides en Chromatographie Liquide Haute-Performance à polarité de Phase Normale (NP-HPLC) avec un Spectromètre de Masse (MS) équippé d’une source d’Ionisation ElectroSpray (ESI) ont été traitées par chimiométrie, à l’aide d’une Correction Orthogonale du Signal suivie d’une Analyse Discriminante par Moindre Carrés Partiels (OSC-PLS-DA). Les principales espèces moléculaires permettant de distinguer les différentes cultures ont ensuite fait l’objet d’une identification structurale par spectrométrie de masse en tandem. Des hypothèses métaboliques ont pu être posées.Puis l’étude a été étendue à une plus grande variété de lipides, séparés par NP-HPLC. Pour cela une comparaison des sources d’ionisation à pression atmosphérique (ESI, Ionisation Chimique à Pression Atmosphérique et PhotoIonisation à Pression Atmosphérique) a été nécessaire afin de sélectionner la mieux adaptée pour un tel couplage. Les mécanismes d’action de la miltefosine et de l’amphotéricine B ont alors fait l’objet d’une étude lipidomique. / Leishmaniasis is a more and more spreading disease, and resistance of parasites toward antileishmanial drugs is a concern for public safety organizations troughout the world. Miltefosine is the only oral drug, and its mechanism of action implies membrane lipids, and phospholipids, of parasite cells.In order to assess this mechanism of action, and resistance mechanisms developed, a lipidomic study of Leishmania donovani strains (treated, resistant, treated-resistant) was performed in the present work. A Normal-Phase High-Performance Liquid Chromatography (NP-HPLC) was coupled to an ElectroSpray Ionisation Mass Spectrometer (ESI-MS) to analyze phospholipids, and data were computed using an Orthogonal Signal Correction-Partial Least Squares-Discriminant Analysis (OSC-PLS-DA). Molecular species responsible for the differenciation of strains were then structuraly identified using tandem mass spectrometry. Hypotheses on metabolic pathways implied were then proposed.The study was then extended to a broader range of lipids, also analyzed through NP-HPLC-MS. A comparison of Atmospheric Pressure Ion sources (ESI, Atmospheric Pressure Chemical Ionization and Atmospheric Pressure PhotoIonization) was thus necessary in order to select the most suitable source. A lipidomic study was then performed to assess mechanisms of action and mechanisms of resistance concerning miltefosine and Amphotericin B.

Le cholangiocarcinome (CC) est un cancer des voies biliaires qui représente environ 15% des cancers primitifs du foie,mais de pronostic redoutable en raison d'un diagnostic tardif faute de marqueurs spécifiques.La présence d'auto anticorps (Ac) est rapportée comme marqueurs diagnostiques précoce de certains cancers.La présence d'auto-Ac dans le CC n'a pas été signalée, et aucun biomarqueur immunologique de cette maladie n'a été identifié. L'objectif de notre étude était d'identifier des auto-Ac potentiellement utilisables comme biomarqueur de CC, par analyse sérologique du protéome. Des immunoblots ont été réalisés à partir de la séparation par électrophorèse 2D de protéines de lignées tumorales de CC, CCSW1 et CCLP1, de 5 pièces d'hépatectomie ac leur partie tumorale et non tumorale,ainsi que de foie normal de neuropathie amyloïde. Les sérums de 13 patients atteints de CC et un pool de 10 sujets sains ont été testés sur ces immunoblot.La comparaison informatique des profils des protéines immunomarquées par les sérums des patients comparés aux profils des contrôles a permis de définir des spots immunoréactifs d'intérêt.Ces spots d'intérêt marqués par plus d'1/3 de sérums ont été ensuite identifiés par spectrométrie de masse de type Orbitrap®.Ainsi, nous avons identifié 10 protéines d'intérêt de CCSW1,11 protéines de CCLP1, 9 de la partie tumorale des foies, 14 des parties non-tumoral et 16 protéines appartenant au foie normal.Une extrême variabilité était observée selon les sérums pour un même Ag.Différents profils de réactivité étaient observés sur le même extrait antigénique en fonction des sérums testés, et pour un même sérum selon l'extrait antigénique utilisé.Il en résulte qu'un AC d'intérêt donné ne peut être considéré comme biomarqueur de CC que pour une faible proportion de patients.Pr cette raison, il faut envisager la combinaison de plusieurs anticorps pour avoir un test avec une sensibilité et une spécificité utilisable en clinique. Les protéines identifiées ont été classées par bio-informatique (logiciel Panther®) selon la description des gènes et de leurs produits selon une ontologie commune à toutes les espèces : fonctions moléculaires effectuées, processus biologiques assurés et localisation subcellulaire.Dans cette classification, 2 profils d'immunoréactivité se distinguent. La grande majorité des protéines cibles d'intérêt avec une fonction catalytique étaient présentes dans le foie normal ou dans les parties non tumorales des exérèses. L'autre profil était celui des protéines-cibles avec une fonction de protéines structurale et étaient présentes dans les lignées cellulaires tumorales ainsi que des parties tumorales des hépatectomies. Les protéines identifiées avec une activité catalytique étaient:l'alpha-énolase, le fructose biphosphate aldolase B et la glyceraldedyde 3-phosphate déshydrogénase, toutes troisréactives avec+de 50% des sérums de CC. Les protéines de structure identifiées par+de 60% des sérums de CC provenaient des lignées cellulaires et des tissus tumoraux.Il s'agissait de la vimentine, des prélamines A / C, de l'annexine A2 et de l'actine.Enfin, la sérotranferrine, protéines de transport, est reconnues par 100% des sérums CC en utilisant comme antigène des tissus tumoraux.Une sensibilité importante et une spécificité élevée sont des caractéristiques princeps d'un Ac pour pouvoir l'utiliser comme biomarqueur.La plupart des auto-Ac détectés dans cette étude avaient déjà été rapportées dans d'autres cancers et maladies auto-immunes. Pour trouver des protéines antigéniques spécifiques du CC, une combinaison de plusieurs semble nécessaire afin de permettre le développement de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic et le pronostic des CC.En conclusion, les biomarqueurs potentiels proposés dans cette étude doivent être testés en différentes combinaisons avec un panel en nb significatif de patients et en utilisant le substrat antigénique le plus approprié comme défini au cours de cette étude. / Cholangiocarcinoma (CC) is a rare but fatal primary liver cancer and accounts for an estimated 15% of primary liver cancer worldwide. It is associated with high mortality due to the lack of established diagnostic approaches. Autoantibodies can be used clinically as diagnostic markers for early cancer detection of cholangiocarcinoma. Studies, indicating the presence of auto-antibodies (AAbs) in CC have not been reported yet. No immunological biomarker, correlated to the disease, has been identified. The objective of our study was to identify cellular proteins from liver tissues (tumoral and non tumoral) and cholangiocarcinoma cell lines which could be recognized by antibody of CC patients. We used serological proteome analysis (SERPA) technique which leads us to suggest some molecules as potential biomarkers for the early diagnosis of CC. Proteins from different origins were 2DE separated: CCSW1 and CCLP1 tumor cell lines, five different samples of hepatectomies for CC with respect to their tumoral and non-tumoral counterparts and a normal liver from amyloid neuropathy. Sera from 13 CC patients and a pool of 10 healthy subjects were probed on immunoblot performed with these different separations. Comparison of immunoblotting patterns given by patient’s sera compared to patterns given by controls allowed to define immunoreactive spots of interest and those reacting with more than one-third of sera were identified by orbitrap type mass spectrometry. In this way we identified 10, 11, 9, 14 and 16 proteins from CCSW1, CCLP1, tumor part, non-tumor counterpart and normal liver antigenic extracts respectively. Different patterns of reactivity were observed according to sera on the same antigenic extract, and for a same serum, according to the antigenic extract, even though few common patterns were also observed. This widespread of reactivity is not unusual and reported earlier in several studies of this sort. It is indicated that a single AAb have an ability to identify only a small proportion of patient. For this reason, several antibodies in combination must be used to ensure sensitivity and specificity of assays used in the daily clinic.Identified proteins were then categorized by gene ontology analysis by which they fall into three main groups; biological process and molecular functions, protein class and molecular pathway and cellular component, according to the Panther classification. By Gene Ontology classification, two different patterns of targeted antigens were observed. The vast majority of targeted-proteins with catalytic activity were found in normal liver or non-tumor specimens. The second pattern was mainly represented by targeted proteins categorized as structural proteins extracted from CC cell lines and tumor tissues. Proteins identified with catalytic activity were: alpha-enolase, fructose biphosphate aldolase B and glyceraldedyde 3-phosphate dehydrogenase; which were reactive with more than 50% of CC sera. Proteins identified with structural activity, and detected with high rates by using cell lines and tumor tissues, were: vimentin, prelamine A/C, annexin A2 and actin; reactivity of each protein was higher than 62% with CC sera. Serotranferrin, identified under the category of transfer/carrier proteins, recognized by 100% of CC sera by using tumor tissues.High sensitivity and specificity is a prime requisite of AAbs that might be used as CC biomarkers for CC diagnosis. Most of the AAbs detected in this study had previously been reported in other cancers and auto-immune disorders. Hence it is essential to prove the specificity of antigenic proteins, a combination of various antigens therefore needs to be tested to enable the development of new biomarkers for the diagnosis and prognosis of CC.In conclusion, the proposed potential biomarkers need to be tested in a variety of different combinations with a panel of significant number of patients and using the most appropriate substrate defined during this study.

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