Caprion

Accélérer la médecine personnalisée™

Technologies

La plateforme technologique de Caprion comprend trois grands volets.

Préparation d'échantillons

Pour obtenir des résultats pertinents et reproductibles, il faut apporter un soin particulier à la préparation des échantillons. Généralement, Caprion soumet les échantillons à une forme de fractionnement afin d’enrichir le protéome le plus pertinent d'une étude donnée. Pour les liquides organiques comme le plasma, le sérum ou le liquide céphalorachidien, Caprion réduit la présence des protéines les plus abondantes des échantillons (par exemple, l'immunoglobuline et l'albumine) qui autrement masqueraient les protéines d'intérêt moins abondantes. Pour ce faire, une approche bien établie d'immunoaffinité est utilisée. Pour les tissus ou les cellules, Caprion met au point des protocoles en vue d’en enrichir un constituant donné, notamment la membrane du plasma ou de protéines dans la voie de sécrétion. Les échantillons font l'objet d'un suivi constant, et l'application de strictes procédures d'exploitation uniformisées réduit la variabilité. Suite à leur préparation, les échantillons de protéines sont généralement soumis à la digestion de la trypsine avant leur analyse par spectrométrie de masse.

Analyse par spectrométrie de masse

Caprion adopte deux approches fondées sur la spectrométrie de masse pour la découverte et la mesure de protéines ciblées, respectivement.

Études de découverte

Grâce à sa plateforme propriétaire CellCarta, Caprion mène des études de découverte objectives, sans hypothèse a priori, dans le cadre desquelles le protéome d'un grand nombre d'échantillons est profilé afin de trouver les protéines dont l'abondance diffère d'un groupe d'étude ou d'une cohorte à l'autre. Les peptides endogènes issus de la digestion par la trypsine sont d'abord analysés en mode précurseur couplé à une chromatographie en phase liquide (LC-MS). Lors de l'élution des peptides hors de la colonne, on détermine leur rapport masse sur charge et l'intensité de leurs signaux correspondants, pour produire une carte tridimensionnelle sur laquelle, pour chaque peptide, on attribue un temps de rétention, le rapport de masse sur charge et une intensité.

Ensuite, les cartes de tous les échantillons, qui permettent de suivre jusqu'à 15 000 peptides par échantillon, sont alignées et des analyses statistiques sont effectuées afin de trouver quels peptides diffèrent d'un groupe d'étude d'intérêt à un autre.

Parallèlement à l'étape du profilage, un sous-ensemble d'échantillons est soumis à une analyse par spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) lors de laquelle les peptides sont fragmentés, générant des spectres de fragmentation qui ensuite comparés aux spectres prédits à partir des bases de données bien caractérisées. Il est ainsi possible d'identifier des milliers de protéines, notamment celles dont l'expression varie d'un échantillon à l'autre.

Approche utilisée pour les études de découverte

Essais MRM (“Multiple Reaction Monitoring”)

De plus, Caprion conçoit et déploie des essais multiplexés ciblés pour mesurer certaines protéines d'intérêt en recourant à  l’approche MRM (« Multiple Reaction Monitoring »). Les biomarqueurs protéiques choisis peuvent provenir d’études génomiques, de la littérature scientifique existante ou de travaux de découverte. L’approche MRM nécessite des spectromètres de masse quadripôle triples jumelés à la chromatographie en phase liquide. Dans le premier quadripôle, un peptide donné correspondant à une protéine d'intérêt est sélectionné. Ce peptide est ensuite fragmenté dans le deuxième quadripôle, et un filtre est appliqué pour permettre une fragment précis, aussi appelé transition, d'entrer dans le troisième quadripôle où son intensité est mesurée. Généralement, on suit deux peptides par protéine et on mesure deux transitions par peptide. En raison de l'approche par double sélection (peptide et transition), qui améliore le ratio signal-bruit et réduit l'interférence, et les nombreuses mesures par protéine, l’essai MRM est un des tests de mesure les plus spécifiques pour la quantification de protéines. De plus, l'instrumentation actuelle permet la mesure de centaines de protéines à partir d'un seul échantillon, ce qui fait de l’essai MRM la solution idéale pour vérifier et valider les biomarqueurs candidats ou effectuer les mesures à haut débit d'un panel de marqueurs.

Principe de la mesure à l'aide de la méthode MRM (« Multiple Reaction Monitoring »)

L’essai MRM peut aussi être jumelé à une étape d'enrichissement par immunoaffinité de protéines ciblées afin d’augmenter davantage la sensibilité. De tels tests MRM utilisant des anticorps montrent des réponses très linéaires et, losqu’appliqués aux protéines plasmatiques, affichent généralement des limites inférieures de quantification correspondant à des faibles valeurs en ng par ml.

Les anticorps affichant une réactivité croisée peuvent servir à ces tests, car c'est l’étape MRM qui apporte la spécificité.

Bioinformatiques

En misant sur son équipe de bioinformatique multidisciplinaire, Caprion a mis au point une solide gamme d'outils logiciels et de bases de données intégrés pour traiter et analyser efficacement les données de spectrométrie de masse. Au cœur même des ressources informatisées propriétaires de Caprion, le logiciel Elucidator sert à la quantification des peptides et le logiciel Mascot (Matrix Sciences) permet l'identification des protéines. Caprion met aussi au point des outils logiciels, notamment pour automatiser les étapes de sélection des peptides aux fins d'études ciblées, la mise au point d’essais MRM et l'exploration des données résultant des études de découverte. L'emploi de systèmes IPA (Ingenuity Systems) et de logiciels propriétaires facilite l'intégration d’annotations et de résultats de la littérature aux données complexes générées par Caprion, améliorant l'interprétation et la visualisation des résultats dans leur contexte biologique. Toutes les analyses statistiques de Caprion sont menées par des biostatisticiens experts titulaires d'un doctorat, possédant une expérience avec une grande diversité de méthodes statistiques. Ces biostatisticiens participent à plusieurs étapes du processus de recherche, de la conception de l'étude à l'analyse et à l'interprétation des données pour assurer la validité et la valeur des conclusions.