Acquisition d'instruments de spectrométrie de masse pour le Centre de Recherche du CHUM

La plateforme de métabolomique du CRCHUM utilisera ces instruments dans le cadre de recherches sur les maladies métaboliques (obésité, diabète de type 2, cardiovasculaire, hépatique, etc.). Les instruments permettront de mesurer les variations de niveaux de plusieurs métabolites clés dans le plasma et autres fluides biologiques, cellules et les tissus durant le développement des maladies métaboliques. Les appareils souhaités doivent être capables de mesurer des métabolites avec une haute sensibilité, un requis pour les besoins de la plateforme et d’autres chercheurs au sein du CRCHUM travaillant avec de très faibles quantités de tissus. 0.1 Instrument de type UPLC-MS/MS (triple quadrupole ou tandem MS) Actuellement, la plateforme possède un seul instrument de type HPLC-MS/MS (triple quadrupole), le 4000Q de la compagnie Sciex. Cet appareil a été mis sur le marché il y a près de 10 ans et fonctionne parfaitement pour des échantillons contenant des quantités relativement élevées de matériels biologiques (ex. 10-50 mg de tissus). Il devient moins performant avec des quantités de matériels plus petites que 10 mg de tissus. Ceci présente un obstacle majeur lorsqu’il y a peu de matériel biologique, comme lorsqu’on étudie certaines régions spécifiques du cerveau (ex. les noyaux hypothalamiques) ou lors d'études sur le diabète qui utilisent les ilots de Langerhans. Ces ilots sont de petits amas de cellules (500-2000 par ilots) distribués dans le pancréas. Chez la souris, il y a moins de 300 ilots par animal. Des études pilotes réalisées dans nos laboratoires et dans des laboratoires de collaborateurs ont démontré que nous avons besoin d'au moins 180 ilots par échantillon pour mesurer les niveaux de métabolites de façon reproductible sur le 4000Q. Cela représente plus de la moitié de ce qu'une souris peut produire. De plus, le 4000Q ne peut analyser en même temps (dans un même échantillon) qu'une cinquantaine de métabolites. En revanche, les nouveaux instruments Triple quadrupole peuvent quantifier maintenant plus de 300 métabolites à la fois. Le même constat a été fait par une autre étude où l'on tentait de mesurer les métabolites relâchés par les ilots de Langerhans à court terme (sur 1h) dans des milieux de culture. Ici encore, l'instrument (le 4000Q) n'a pu détecter que quelques métabolites à cause des très basses concentrations de métabolite présent dans les milieux. Nous avons donc besoin d'un instrument plus performant, plus sensible et plus rapide que notre actuel instrument (le 4000Q) permettant l’analyse de plusieurs centaines de métabolites de façon plus reproductible pour éviter ainsi, entre autre, des coûts très élevés par expérience et l'utilisation abusive d’animaux. Un des objectifs de nos recherches sur le diabète de type 2 est d’utiliser un UPLC-MS/MS (système de chromatographie liquide « Ultra Performance Liquid Chromatography » couplé à un tandem MS) afin de quantifier précisément des métabolites contenus dans des échantillons d’ilots de Langerhans et de noyaux hypothalamiques. Un autre objectif est d’analyser l’utilisation relative des différentes voies métaboliques utilisées par les cellules via des analyses de flux utilisant des isotopes stables (ex 13 C-glucose). Un troisième objectif sera de quantifier les espèces de lipides impliquées dans la fonction et la survie des cellules beta de Langerhans qui seront identifiées via l’appareil UPLC-MS . 0.2 Instrument de type UPLC-MS La plateforme souhaite aussi acquérir un nouvel instrument de type UPLC-MS dans le but de faire de la lipidomique (étude des métabolites hydrophobiques ou lipides). Les mono-, di , et tri-acylglycérol ainsi que les céramides sont des lipides complexes impliqués dans le développement des maladies métaboliques tel que le diabète de type 2. Plus particulièrement, nous avons montré dans nos laboratoires que les mono-acylglycérols (MAGs) jouent un rôle clé dans la signalisation métabolique qui module la sécrétion d’insuline. Or, il existe plusieurs espèces de MAG et nous émettons hypothèse que ces derniers ne sont pas nécessairement équivalents dans leur pouvoir de moduler la sécrétion d’insuline. Nous souhaitons donc pouvoir séparer, identifier et quantifier les espèces de MAG qui sont impliqués dans la sécrétion d’insuline dans des ilots de Langerhans. Des études similaires seront aussi entreprises dans d’autres tissus (foie, adipocyte et probablement hypothalamus) pour lesquels nous avons aussi des données probantes de l’implication des MAGs dans la régulation normale de ces tissus. Un des objectifs de ces recherches est donc d’utiliser un UPLC-MS de type TOF (time-of-flight) couplé à un système de mobilité ionique pour parvenir à séparer, identifier et quantifier les espèces de MAG et tous autres lipides importants (ex : céramides, DAGs) pour le fonctionnement métabolique normal et aberrant des tissus et de leur survie. L’équipement soumissionné doit donc démontrer sa capacité à séparer les composés lipidiques isobariques et à mesurer les niveaux de métabolites lipidiques demandés (glycérolipides, phospholipides, céramides) dans les échantillons présentant de faibles quantités de matériels. Cet équipement doit également pouvoir être utilisé pour quantifier les niveaux de métabolites connus mais surtout pour identifier de nouveaux métabolites. L’équipement recherché doit être d’une grande sensibilité et capable d'identifier la masse de métabolites lipidiques précisément.