Development of a workflow from immunopurification to microfluidic chip analysis of alpha synuclein to develop a conformational biomarker protocol using ion mobility and m

Les activités de recherche du groupe Chimie Analytique, Physicochimie et Réactivité des Ions se développent sur un socle d’expertise en instrumentation, spectrométrie de masse et méthodes séparatives pour le développement et l’application de thématiques fondamentales : la spectroscopie et la réactivité d’ions isolés, et de thématiques analytiques : la mesure de traces en temps réel et les couplages avec la spectrométrie de masse de la mobilité ionique et des techniques séparatives de chromatographie en phases liquide et gazeuse pour la recherche et l’identification de biomarqueurs, petits peptides et protéines.

Le groupe rassemble 20 chercheurs et enseignants-chercheurs et 3 personnels support contribuant à l’étude des propriétés (spectroscopie et réactivité) d’espèces ionisées en milieu dilué et au développement et à l’utilisation de techniques analytiques mettant en œuvre des méthodes séparatives couplées à la spectrométrie de masse et adaptées aux échantillons complexes, incluant la microfluidique.

Les thématiques abordées recouvrent de vastes domaines tels que la chimie prébiotique, la chimie des plasmas et ionosphères planétaires, l’interaction lumière-ion pour la préparation et la caractérisation d’ions en phase gazeuse, la lipidomique, la peptidomique, l’analyse des objets d’art, la recherche de biomarqueurs de maladies, le développement de méthodes de séparation d’isomères ou de conformères, notamment via la mobilité ionique, le développement de nouveaux modes d’introduction de l’échantillon, de sources d’ionisation, et de méthodes d’analyse aux finalités médicales.

Pour ses activités, le groupe maintient et a accès à un important parc instrumental qui comprend une gamme étendue des spectromètres de masse et de méthodes séparatives et utilise et participe au développement de sources lumineuses telles que le laser à électron libre CLIO, un parc de lasers IR, UV et VUV, et le synchrotron SOLEIL.

The recent years have seen a rise of evidence interconnecting protein unfolding and structural pathologies. Indeed, misfolding and aggregation of diverse specific proteins and their accumulation as lethal amyloid in different organs is the hallmark feature in a group of chronic, degenerative diseases termed protein misfolding disorders (PMDs). PMDs include highly prevalent human illnesses such as Alzheimer’s (AD) [1] and Parkinson’s (PD) [2] diseases. Among them, prion diseases are unique because the pathology can be transmitted by a proteinaceous infectious agent, termed a prion, that induces disease by propagating protein misfolding and aggregation [3]. All misfolded proteins involved in PMDs like a-synuclein (a-syn) in PD share common properties, such as aggregation, seeding, and orderly propagating process [4-7]. Within this scope, we recently described new intrinsic properties of the prion protein conformational landscape with respect to several physio-chemical parameters such as protein concentration [8] as well as mutations [9]. It appears from these experiments that protein concentration and mutations modulate conformers abundances, a result that can be viewed as a marker of early events of neurodegenerative diseases. This constitute the proof of concept that conformational ratios can describe early events of structural pathologies, as a highly innovative approach where conformational biomarkers can help deciphering properties of structural pathologies. Similar results were obtained on a-synuclein, showing that changes in conformation abundances occurred with pH, protein concentration or the presence of an acetyl group in N-terminus. Spontaneous aggregation revealed the appearance of a truncated form, that is viewed as an early biomarker of Parkinson disease.

Our objective is to develop a workflow from immunopurification to microfluidic chip analysis of alpha synuclein to develop a conformational biomarker protocol using ion mobility and mass spectrometry for early diagnostic of Parkinson disease. The one-step microfluidic device is aim at immuno-purify, dialyze, concentrate alpha-synuclein from complex biological fluids (cerebrospinal fluid, plasma, red blood cells) in one step to avoid extensive manipulation. Here the decisive and challenging innovation stands in the validation of the immunoprecipitation process that must not alter conformational properties of alpha synuclein and of the use of conformers variations as biomarkers of PD in biological

Le / la candidat-e devra avoir de solides connaissanes en biochimie, une forte motivation, un bon niveau d'anglais et la capacité de travailler en équipe. Des connaissances en spectrométrie de masse est un plus. Le trvail en équipe est très important dans la mesure ou le sujet est à cheval sur deux laboratoires.