Développement d’une technique de métagénomique infectieuse semi-ciblée basée sur la capture d’acides nucléiques pour le suivi des patients atteints de mucoviscidose - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2019

Development of a panmicrobial metagenomic analysis of capture-enriched specimens for the caracterization of lung microbiota in cystic fibrosis patients

Développement d’une technique de métagénomique infectieuse semi-ciblée basée sur la capture d’acides nucléiques pour le suivi des patients atteints de mucoviscidose

Résumé

Exploration of the microbiota living within the cavities of the human body requires new tools that are to be developed in order to overcome the limitations of the traditional culture-based methods. Although PCR and other recently-developed approaches are commonly used for clinical diagnosis of lung infections in cystic fibrosis patients, the narrow spectrum of such techniques does not depict the full picture of the lung microbiota. Metagenomics however enable the microbiologist to assess the whole diversity held within our airways and lungs. In order to routinely benefit from this tool, and apply this approach in a clinical study of the lung dysbiosis, we set up and tested an analytical pipeline combining next-generation sequencing (NGS) with liquid-based probe-aided capture of the nucleic acids present in samples. The findings of the experiments performed are presented in this work as preliminary results for the full implementation of this approach. We first tested a commercial capture array on both artificial and clinical samples. Experience thus gained helped us develop a novel pan-microbial capture array that was finally used to perform advanced testing on artificial samples. We show that identification of bacteria and viruses is possible up to the species level. Our custom design of a capture array showed no inferiority compared to previously published work with separate bacterial or viral designs. While remaining testing is still to be performed on clinical samples and reproducibility to be assessed, this work brings promising results for the exploration of microbiota and large-scale clinical studies.
L’exploration du microbiote respiratoire dans le cadre du suivi des patients atteints de mucoviscidose nécessite à ce jour la mise en culture de prélèvements respiratoires ou l’utilisation de PCR sélectives. Ces techniques présentent d’importantes limitations et ne sont pas adaptées à une exploration pan-microbienne qui serait nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques à l’œuvre dans cette pathologie et dans son évolution. Nous présentons ici une approche novatrice pour l’exploration de ce microbiote respiratoire et les premiers essais réalisés au sein du laboratoire pour la caractériser. Cette méthode est basée sur le séquençage de nouvelle génération (NGS) des échantillons après un enrichissement par capture semi-ciblée en milieu liquide. Cette capture est réalisée par hybridation sur sondes des acides nucléiques d’intérêt. La réalisation de cet enrichissement a nécessité la sélection de cibles d’intérêt pour la fabrication d’une puce de capture pan-microbienne. Nous montrons dans une deuxième partie de ce travail les résultats obtenus à l’aide de cette puce DB-Chip pour la détection de bactéries, virus, champignons et parasites au sein d’échantillons artificiels. Cette approche retrouve les pathogènes attendus sur les prélèvements dont la composition est connue. L’identification des micro-organismes est possible jusqu’au rang d’espèce pour les bactéries et les virus. Les performances de notre puce de capture ne sont pas inférieures à celles obtenues par d’autres équipes avec des approches axées sur un seul règne (viral ou bactérien). Notre approche est prometteuse mais nécessite des ajustements pour son utilisation en clinique.
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dumas-02092449 , version 1 (08-04-2019)

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Citer

Benjamin Némoz. Développement d’une technique de métagénomique infectieuse semi-ciblée basée sur la capture d’acides nucléiques pour le suivi des patients atteints de mucoviscidose. Médecine humaine et pathologie. 2019. ⟨dumas-02092449⟩
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