WO2011154650A2 - Method for identifying mammalian cells by maldi-tof mass spectrometry on whole cells - Google Patents

Method for identifying mammalian cells by maldi-tof mass spectrometry on whole cells Download PDF

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WO2011154650A2
WO2011154650A2 PCT/FR2011/051281 FR2011051281W WO2011154650A2 WO 2011154650 A2 WO2011154650 A2 WO 2011154650A2 FR 2011051281 W FR2011051281 W FR 2011051281W WO 2011154650 A2 WO2011154650 A2 WO 2011154650A2
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Jean-Louis Mege
Christian Capo
Didier Raoult
Richard Ouedraogo
Amira Ben Amara
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Assistance Publique - Hopitaux De Marseille
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6803General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
    • G01N33/6848Methods of protein analysis involving mass spectrometry
    • G01N33/6851Methods of protein analysis involving laser desorption ionisation mass spectrometry

Definitions

  • the present invention relates to a method of identifying mammalian cells in a biological sample.
  • Mammalian cells are here understood to mean both cells taken directly as such, according to the invention, said mammal or cultures of cells derived from mammalian cells, especially differentiated cells or immortalized cell lines, as explained hereinafter.
  • the living consists of three worlds, the world of eukaryotic cells (cells with a nucleus), the world of bacteria and the world of archae (cells lacking a nucleus).
  • the eukaryotic world includes unicellular (protozoan) and multicellular (metazoan) beings. Numerous biological parameters differentiate the three worlds of the living genomically as well as on the protein and functional levels.
  • Eukaryotic cells do not have a wall while the plasma membrane of bacteria is surrounded by a lipopolysaccharide-rich (LPS) osidic "wall" for Gram-negative bacteria, peptidoglycan (PGN) for Gram-positive bacteria, or lipoarabinomannan for mycobacteria.
  • LPS lipopolysaccharide-rich
  • PPN peptidoglycan
  • the plasma membrane of eukaryotic cells (which makes it possible to establish a boundary between internal and external medium) consists of a lipid bilayer in which many glycosylated or non-glycosylated proteins are embedded.
  • tissue cohesion from a cell of a type to a cell of the same type
  • heterotypic eukaryotic cells from a cell of a type to a cell of a cell. other type
  • tissue cohesion A notable exception to this general principle of tissue organization is the blood which is a liquid in which there are individual cells that do not adhere to each other, say circulating cells.
  • intracellular proteins also differ depending on whether they are bacterial or eukaryotic proteins.
  • the tyrosine phosphorylation widely represented in the eukaryotic world is absent (or weakly present) in the bacterial world.
  • the genetic, molecular and functional structure of eukaryotic cells is completely different from that of bacteria, and the structure of eukaryotic cells can not be inferred from that of bacteria.
  • the eukaryotic world is extremely diverse since it comprises unicellular organisms and multicellular organisms, organisms whose dimensions are of the order of a few micrometers and organisms whose dimensions are of the order of a hundred meters , organisms whose weight is of the order of one nanogram and others of thousands of tons, etc. Therefore, only mammalian cells, especially the cells, are taken into account in the present invention.
  • circulating cells and cells of the immune response with, as control cells, differentiated cells from said circulating cells and immortalized cell lines from other tissue types, amoebae and a xenopus cell line.
  • the blood cells consist on the one hand of red blood cells (red blood cells), responsible for the oxygenation of the body and, on the other hand, of different types of leucocytes (white blood cells) involved in the natural and / or specific immune response.
  • red blood cells red blood cells
  • leucocytes white blood cells
  • lymphocytes lymphocytes
  • monocytes neutrophils
  • lymphocytes consist of two major subpopulations, T lymphocytes and B lymphocytes. More recently, T lymphocytes have been subdivided into T lymphocytes and ⁇ -lymphocytes. ⁇ , and that one can distinguish in the population of T lymphocytes lymphocytes which express CD4 or CD8 and that they themselves can group several populations.
  • each type of immune cell is sensitive to activation by exogenous agents (microorganisms, chemical agents) or endogenous agents (mediators of the immune system, hormones, etc.). These different types of activation are difficult to evaluate globally and do not always correspond to stable states.
  • cytokines such as interleukin (IL) -4 on one side and interferon (IFN --- on the other are known to polarize Ta- lymphocytes (Th1 in response to IFN- or Th2). in response to IL-4).
  • circulating monocytes are the precursors of tissue macrophages whose microbicidal and tumoricidal functions are controlled by the microenvironment of these macrophages. Macrophages result from the differentiation of circulating monocytes when they reach tissues. They are at the heart of the immune response: they are capable of destroying infectious agents or tumor cells; they influence the response of lymphocytes which, in turn, control their activity.
  • M1 macrophages fully microbicides and tumoricides (macrophages responding to a cytokine such as IFN-gamma) and macrophages M2 macrophages that respond alternatively (response to IL-4, IL-10 or Transforming Growth Factor (TGF) -).
  • cytokine such as IFN-gamma
  • TGF Transforming Growth Factor
  • the dyeing, cytochemical and physical properties of the circulating cells do not make it possible to recognize and isolate the lymphocyte and monocyte subpopulations and, a fortiori, the sub-populations poorly represented. They do not therefore allow to appreciate the functional states of these cells that define functional subpopulations, or even abnormal populations with subtle changes likely to appear during pathological processes.
  • the breakthrough in identifying lymphocyte subpopulations has been the use of monoclonal antibodies.
  • the cell population to be analyzed can be characterized by a specific marker and such antibodies are available (for example, anti-CD4 antibody, anti-CD8 antibody)
  • the study of CD4 + T cell populations and CD8 + T lymphocytes are performed in both research and hospital settings.
  • Flow cytometry is a technique that analyzes in a few minutes the fluorescence of individual cells within large cell samples.
  • the constraint of flow cytometry is that it is necessary to have specific antibodies which are rendered fluorescent after direct or indirect labeling (after binding to the antibody molecule of a specific antibody of species or of isotype, itself fluorescent). It is thus possible to detect within a given cell population the presence of a particular cell type.
  • T cells in mononuclear cells can be tested for if the presence of T cells in mononuclear cells (anti-CD3 antibodies) or CD4 + T cells (anti-CD3 antibodies labeled with a fluorochrome and anti-CD4 antibodies labeled with another fluorochrome can be tested for ).
  • Flow cytometry is a technique that is not only analytical but also preparatory. Dedicated cytometers make it possible to separate, after their analysis, the cells labeled with specific antibodies from unlabeled (or differently labeled) cells. It is thus possible to harvest the cells possessing such or such antigenic property.
  • monocytes and macrophages can be roughly differentiated from each other by the respective expression of CD14 and CD68. But, there are no phenotypic markers that can characterize their responses to the stimuli they are subjected to. At most the CD163 molecule would allow to characterize the macrophages activated by IL-4. It thus appears that flow cytometry does not make it possible to characterize the functional state of the myeloid cells (circulating monocytes and / or macrophages). Limitations of flow cytometry as a preparatory technique
  • This method has certain limitations because it requires the availability of a given cell type (for example, isolated macrophages by a conventional method) which is then compared with other cell types (such as T cells) or ex vivo is activated in order to obtain so-called activated macrophages (see below). It is also a heavy technique requiring the production of RNA in large quantities and high quality. The analysis of the data is delicate and requires time incompatible (often, many weeks) with clinical research useful to the patient. Finally, gene expression is very versatile and does not have the robustness of protein expression used in flow cytometry to identify cell populations.
  • the object of the present invention is to provide a new method for identifying a given type of mammalian cells in a biological sample to be analyzed, which may contain mammalian cells.
  • another object of the present invention is to provide a novel method for identifying mammalian cells, which makes it possible to characterize a cell type that is not or can be characterized by specific antibodies.
  • Mass spectrometry is a physical analysis technique for detecting and identifying molecules of interest by measuring their mass. Its principle lies in the gas phase separation of charged molecules (ions) according to their mass / charge ratio (m / z). It also makes it possible to characterize the chemical structure of the molecules by fragmenting them. Its easy, fast and inexpensive use has spread widely in many scientific fields, including biology. Thus, combined with other approaches, it allows the study of the proteome. Recently extended to medicine, it makes it possible to study the serum of patients, a complex mixture of proteins, which can be useful for the diagnosis of various diseases. Mass spectrometry under its MALDI-TOF variant (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight) has recently entered the microbiology laboratories.
  • MALDI-TOF variant matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight
  • the article by ZHANG et al. provides no suggestion or incentive to use the whole cell assay method according to the present invention to specifically identify a cell type.
  • the article by ZHANG et al. is a prejudice against the method according to the invention, insofar as the authors recommend mass spectral analysis of protein extracts obtained on lysed cells.
  • the cells are incubated with various solvents (see page 118, 1st paragraph, right column: ethanol, then formic acid, then acetonitrile), said solvents making it possible to extract the proteins.
  • the study therefore focuses on total proteins, extracted from cells lysed with different solvents and not on whole cells.
  • Lysis of the cells is carried out with the matrix liquid used for the spectrometric analysis, namely the compound DHB (2,5-dihydroxybenzoic acid) and the protein extracts are rinsed several times. with DHB, prior to performing the spectrometric analysis.
  • MALDI-TOF mass spectrometry has made it possible to characterize various spores of fungi, yeasts and pollens, in particular in US 2003/027231.
  • the inventors formulate the hypothesis that this specific characterization results from the fact that, during mass spectrometry of the MALDI-TOF type, said intracellular proteins are in sufficient number and their nature and their relative proportion are sufficiently distinct and variable and therefore specific. between the different eukaryotic cell types to allow a specific characterization of the cell type by a mass spectrum analysis of this combination of proteins, provided that it is not sought to identify said cells from specific peaks, corresponding to specific proteins, but by a combinatorial analysis of peaks, namely by comparison of complete spectra, in particular of at least 70 peaks.
  • This characteristic of the method according to the invention is important because it is this combinatorial analysis of the set of peaks of the spectra which allows, according to the present invention, to specifically identify cells mammals, without having to know which ones of the peaks are actually specific and therefore unique for the category of cells concerned, as suggested in the article by ZHANG et al. And, it is also this combinatorial analysis which makes it possible to obtain the specific identification of mammalian cells from the analysis of whole cells and not of protein extracts.
  • the whole cells are not subjected to any lysis treatment, prior to their mixing with the matrix solution.
  • the cells according to the present invention are taken up in washing buffer, in particular PBS, so that they remain intact (unlysed) before being mixed with the matrix solution for analysis by mass spectrometry.
  • the inventors have thus demonstrated specific signatures of different types of mammalian cells by analysis of the complete spectra obtained by MALDI-TOF mass spectrometry.
  • the demonstration of specificity was performed on comparative analyzes of 22 different cell types while the article of ZHANG et al. is satisfied with the analysis of only 3 types of mammalian cells, which are, in addition, only immortalized cell lines.
  • the present invention provides a method for identifying a given type of eukaryotic cells in a biological sample, to be analyzed, capable of containing mammalian cells, characterized in that the following steps are carried out in which:
  • At least one reference spectrum is established by mass spectrometry, called MALDI-TOF ("matrix-assisted-laser-desorption-ionization-time-of-flight"), of at least one reference sample, of at least one given type of mammalian cells, said sample of reference consisting of purified whole mammalian cells containing at least 95% of cells of said given type, and
  • a mammalian cell type of the extract obtained in step 2 /, from said sample to be analyzed is identified in at least one of two ways:
  • step 5a / is identical to a said given type of mammalian cells, if, in step 4 / above, is found in the spectrum obtained in step 3 / all the characteristic peaks a said reference spectrum comprising at least 50 peaks, preferably at least 70 peaks,
  • 5b / is as being close to at least one said given type of mammalian cells, by characterizing the proximity of the spectrum obtained in step 3 / with respect to at least one said reference spectrum of at least one said given type mammalian cells, by determining the number of characteristic peaks in common between the spectrum obtained and that of at least one said reference spectrum of at least one said type of mammalian cells.
  • the proximity between an analyzed spectrum and a plurality of reference spectra can be determined by a hierarchical classification analysis, also called “clustering" and graphically represented in the form of a dendogram according to the number of peaks in common. that they share with each other, as explained in the examples below.
  • biological sample of whole cells means any sample from a sample of blood tissue or other tissue, including a clinical sample of a patient, or a cell culture sample.
  • mammalian cells is meant here:
  • mammalian primary cells that is to say cells taken directly from said mammal and which are not immortalized
  • cells derived from said primary mammalian cells that is to say cells obtained by culturing said primary mammalian cells, including:
  • immortalized cell lines Among mammalian cells, there are more particularly blood cells, also called “circulating cells”, and cells of other tissues.
  • immune cells also called “cells of the immune response”
  • other types of cells such as epithelial cells and fibroblast cells and trophoblast cells.
  • the cells of the immune response of the blood namely circulating leukocytes comprising monocytes, T lymphocytes, polynuclear neutrophilic cells and cells other than cells of the response.
  • immune system such as red blood cells.
  • cells of lymphoid organs such as the liver, the spleen, the thymus and the bone marrow, in particular lymphocyte and macrophage cells, but also immune cells of non-lymphoid organs, such as the placenta, in particular placenta trophoblast cells.
  • differentiated cells obtained by circulating cell cultures of cells, it is more particularly sought to identify (a) differentiated monocytes in the form of macrophages or dendritic cells and (b) differentiated lymphocytes in the form of lymphoblasts and other types of cells dendritic.
  • cell type is understood to mean a said mammalian cell or cell derived from mammalian cells of a particular nature given in a given normal or pathological state of the original tissue and / or in an activation state by a given activation factor of said cells where appropriate. More particularly, mammalian cells are human cells.
  • cytokines are known activation factors for modulating the response of macrophages and inducing characteristic activation states, in particular the cytokines chosen from IL-4, IL-10 , IFN--, Tumor Necrosis Factor (TNF), TGF - 1.
  • Macrophages are also known to be stimulated by activating factors such as lipopolysaccharides (LPS) or peptidoglycans (PGN).
  • the reference samples contain 100% of said cells, in the case of differentiated cells and cell lines, and at least 95% of said whole cells in the case of primary cells.
  • peak characteristic a peak whose relative intensity, expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity, is greater than at least 3 times that of the background noise.
  • peak in common between the spectrum obtained and a reference spectrum a peak whose molecular mass does not differ by more than ⁇ 1 Da from the reference peak molecular weight and having a relative intensity does not deviate by ⁇ 20% from the relative intensity value of said peak in the reference spectrum expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity in the spectrum, as explained below.
  • MALDI-TOF mass spectrometry makes it possible to characterize whole eukaryotic cells in the absence of any prior labeling, which constitutes a major advance over existing techniques, in particular flow cytometry.
  • This approach is simple to implement, reproducible, fast and inexpensive. It is sufficiently resolutive to allow to characterize different activation states of a given cell population, especially the activation states of human macrophages.
  • a resulting spectral database identifies any unknown cell population as belonging or not to the cell populations present in the spectral base.
  • This database can therefore, in addition, be used to characterize different types of eukaryotic cells during their isolation from normal or pathological tissues containing several cell populations.
  • step 2 the different types of whole cells contained in said whole cell extract are separated to obtain at least one purified extract containing at least 95% of a type of whole cells.
  • Physical methods of separating different cell types of circulating cells are well known to those skilled in the art. They are essentially based on the observation of the differences in density of the circulating cells. Thus, red blood cells and neutrophils have a density greater than 1.077 and monocytes and lymphocytes have a density of less than 1.077.
  • the circulating cells are deposited on a barrier of density equal to 1.077 and the cells are centrifuged, the cells are positioned according to their density: the red blood cells and the neutrophils are located under the liquid (Ficoll solution).
  • a first method of extraction is to perform a osmotic shock to which red blood cells are particularly sensitive since they are lysed after 30 s of contact with water. Neutrophil polynuclear cells are thus recovered, the properties of which can, however, be more or less altered.
  • the second method of extraction is to incubate the red blood cell + neutrophil mixture with dextran T-500 at a final concentration of 1.5%, which causes the agglutination of red blood cells. These agglutinated red cells sediment much faster than neutrophils and, after about 30 min, can be recovered supernatant highly enriched neutrophils.
  • monocytes are used to separate monocytes and lymphocytes.
  • the monocytes adhere to the plastic culture dishes in 30 to 60 min, but not the lymphocytes.
  • the lymphocytes can be recovered in the culture supernatant and the adherent cells are considered to be monocytes.
  • the methods for isolating the different types of cells present in a tissue comprise the following steps:
  • an enzymatic digestion step for dissociating the cells from each other, one or more stages of separation of the various cell types by physical method making use of their physical properties (difference in density) or by "biological method” by positive selection or negative of a given population.
  • Biological methods require the use of antibodies whose specificity is known (flow cytometry, affinity columns),
  • a spectrum of a given type of cell is made from a cell extract having a cell concentration of at least 10 5 cells / 1 ⁇ l of said cell type.
  • This threshold of 10 5 cel lu les / ⁇ must be respected to achieve the reference spectra in step 1 /, as well as the spectra of the sample to be analyzed in step 3 /.
  • spectra of reference samples and spectra of samples to be analyzed are taken into account only if said spectra have a quality score greater than 2, said quality score consisting of the addition of the two notes ni and n2 each having a value of 0 to 6 with: ni is the score given according to the number of characteristic peaks of said spectrum n, as specified more specifically in example 2 below, and
  • n2 is the score given according to the value of the signal-to-noise ratio (Rmax) of the peak of greater intensity of said spectrum, as specified more precisely in example 2 below.
  • the peaks of said spectra are defined by a pair of coordinates composed of an abscissa consisting of the mass / charge ratio (m / z) of 2000 to 15000 Da, more particularly 3000 to 7000 Da, the coordinate in ordinate being a relative intensity or in arbitrary units, and the peaks of greater intensities are preferably retained in the spectrum.
  • relative intensity is meant here an intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity or otherwise expressed by the ratio of (intensity of the peak / intensity of the background noise).
  • peaks are integrated, the more reliable the database of reference spectra will be.
  • the inventors have determined that below 50 peaks, there is no guarantee of being able to reliably differentiate all mammalian cell types. More particularly, it is sought to identify a given type of cell and said reference spectra are made for at least one given type of cell selected from the following 22 types of eukaryotic cells: a / mammalian cells: - human monocytes
  • epithelial type human cell line 293T epithelial type human cell line 293T
  • the above-mentioned cell lines are immortalized cell lines, i.e. they have acquired the property of to multiply a large number of times over very many generations (some cell lines have been in existence for more than fifty years by being cultivated twice a week) whereas the so-called primary cells can only multiply a limited number of times: Beyond a certain limit of a few dozen times, these primary cells can no longer divide and die.
  • the reference spectra of the 22 types of eukaryotic cells comprise the 70 peaks of greater intensity mentioned in the following Tables 1 to 22, in which the different characteristic peaks are characterized by their coordinates on the abscissa m (Da) / z and their ordinates of relative intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity (%).
  • the relative intensity values are mentioned in the columns situated just to the right of the corresponding columns of molecular mass m / z; the values of the molecular masses m / z can vary up to
  • the relative intensity values may vary up to ⁇ 20%, more generally ⁇ 5%, of the average value of relative intensity mentioned in the tables, and -.
  • Tables 1 to 29 The values reported in Tables 1 to 29 were obtained by whole cell analysis in an ⁇ -cyano-4-hydroxycinnamic acid matrix solution. Specifically, the cells were taken up in PBS wash buffer and then mixed, volume-to-volume, with a solution of ⁇ -cyano-4-hydroxycinnamic acid matrix, in said mass spectrometric analysis and not before.
  • a given type of mammalian cells preferably human, chosen from the main types of circulating immune cells consisting of monocytes, T lymphocytes and polynuclear cells. neutrophils and red blood cells.
  • B lymphocytes In another embodiment, it is also sought to identify B lymphocytes, dendritic cells and so-called "natural killer" cells.
  • step 5 / it is sought to identify a given activation state by a given activation factor of a given type of mammalian cells, and in step 4 /, one of the two steps 4a / and 4b / following is carried out, in which:
  • step 4a / a comparison is made with a reference spectrum of said given type of mammalian cells in a said activation state given by a said given activation factor, or
  • said reference spectra database comprises spectra made from purified extracts of different given types of mammalian cells in different given activation states by different given activation factors. More particularly, in step 5b /, an activation state of a given cell type is identified by characterizing its proximity with respect to different activation states by different activation factors of one type. given mammalian cells, by characterizing the proximity of the spectrum obtained in step 3 / with respect to different reference spectra respectively corresponding to the different activation states, by different activation factors, of said given type of cells. by determining the number of peaks in common between the spectrum obtained and that of at least one said reference spectrum.
  • the identification of a given cell type of a sample tested by analysis of the proximity of the mass spectrum obtained with respect to the reference spectra in a said clustering, dendogram or 2D type representation, is more particularly useful for characterizing a type of eukaryotic cells given in a given activation state by a given activation factor relative to different reference activation states by different activation factors.
  • the different activation states given by different activation factors of given types of mammalian cells are activation states of macrophages or circulating human cells, such as monocytes or lymphocytes, activated by a selected cytokine. among IFN--, TGF-1, TNF, IL-4, IL-10 or with a bacterial ligand such as lipopolysaccharide (LPS) or peptidoglycan (PGN).
  • a cytokine among IFN--, TGF-1, TNF, IL-4, IL-10 or with a bacterial ligand such as lipopolysaccharide (LPS) or peptidoglycan (PGN).
  • LPS lipopolysaccharide
  • PPN peptidoglycan
  • a given activation state of a human macrophage with respect to activation states resulting from treatments for 18 hours with cytokines selected from IFN--, IL-4, TNF, IL- 10, TGF-1, LPS and PGN, by comparison with the reference spectra comprising the characteristic peaks mentioned in the following Tables 23 to 29, in which the different characteristic peaks are characterized by their coordinates on the abscissa m / z ( Da) and their ordinates of relative intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity (%).
  • Table 23 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 20 ng / ml of IFN- ⁇
  • Table 24 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml IL-4
  • Table 25 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml TNF
  • Table 26 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of IL-10
  • Table 27 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of TGF-1
  • Table 29 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml PGN
  • the identification method according to the invention makes it possible, in step 5 /, to monitor a given activation by a given activation factor of a given type of mammalian cells, by comparing its spectrum. mass with reference spectra of different activation states by at least one said activation factor of said given type of eukaryotic cells.
  • step 5 / it is sought to identify a given type of cells consisting of trophoblast cells of human placental tissue, preferably human cells. More particularly still, in step 5 /, the purification is monitored or the progress of the purification of a population of a given type of mammalian cells is monitored by comparing the spectrum obtained from a cell type extract obtained during the purification process, with a said reference spectrum of said given type of eukaryotic cells.
  • said whole cells which are analyzed to establish the mass spectrum, were frozen and thawed before establishing said mass spectrum.
  • A T lymphocytes
  • B monocytes
  • C neutrophilic neutrophils.
  • An upper part 2 corresponds to a so-called dendogram representation of the hierarchical ranking of graph 1 of the four cell types visualizing the distance (inversely proportional to the proximity) between the different cell types.
  • Part 3 corresponds to the molecular weights of the peaks present in at least one of the spectra;
  • FIG. 3 is a dendogram representation of the proximity of the cell type spectra resulting from a hierarchical classification analysis; the d values from 0 to 1000 on the axis are the "distance" levels between the cell types. concerned.
  • the distances (d) between two cell types are all the smaller as they are close, that is to say they have all the more common characteristic peaks shared in their spectra (and vice versa) ;
  • FIG. 4 represents, at A, the reference monocyte spectrum of the database and, at B, the spectrum of a new cell population to be compared with a reference spectrum A of the database.
  • the intensities are expressed as a ratio of the intensity of the peak / intensity of the peak of greater intensity.
  • An identity between two spectra is determined according to the value of a score, called an identification score, as calculated by the Biotyper 2.0 software, provided by the manufacturer of the MALDI-TOF mass spectrometer, Bruker Daltonics. In the present case, the identification score of 2.65 indicates that the population tested is, presumably, monocytes;
  • FIG. 5 shows a portion of the spectra in the 2-7 kDa region of monocyte derived macrophages incubated for 18 hours in the presence of IFN ⁇ , IL-4 and in the absence of activation
  • "NS" Unstimulated macrophages
  • the peak intensity being expressed in arbitrary units (ua).
  • the representation of the spectra in FIG. 5 is obtained by the Flexcontrol software which is the management software of the MALDI-TOF mass spectrometer supplied by the manufacturer Bruker Daltonics; FIGS.
  • FIG. 5A, 5B and 5C are a comparison of the spectra obtained from macrophages treated with IFN-- ("IFN--") or macrophages treated with IL4 ("IL-4") or macrophages which are not activated or are said to be quiescent (" NS ").
  • FIG. 5A shows the reproducibility of the spectra of four samples of each of the three different types of macrophage activation in a two-dimensional 2D representation, as in FIG. 1, by relating the relative intensities as a percentage of the Peak of greater intensity, characteristic common peaks Nos. 13 to 4939 Da on the abscissa and 14 to 4965 Da on the ordinate, for each of the different types of macrophage activation.
  • IFN-- IFN---
  • IL-4 IL4
  • FIG. 5B a hierarchical proximity classification of the spectra of the different samples of the different types of macrophage activation, in graph 1, showing the characteristic peaks present in the spectrum of the cellular type concerned in the hatched areas, was carried out.
  • said graph being surmounted by a representation in the form of a dendogram 2 visualizing the distance (inversely proportional to the proximity ratio) between the different cell types, as in FIG. 2.
  • part 3 corresponds to the molecular weights of peaks present in at least one of the spectra.
  • the dendogram shows the proximity of the macrophage spectra treated with IFN- and IL-4 at 9 hours, 18 hours, 36 hours and 48 hours.
  • FIG. 5A and 5B the macrophage samples were run for 18 hours;
  • Figures 6A, 6B and 6C are comparisons of IFN-stimulated macrophages, IL-10, TGF-1, TNF, IL-4 and unstimulated macrophages (NS), respectively.
  • the spectra obtained are compared using different software to obtain a two-dimensional representation, called in 2D, in FIG. 6A to check the reproducibility of the spectra, as in FIG. 1, then in hierarchical classification 1 and dendogram 2 in FIG. 6B and in FIG.
  • Figure 6A shows the two common peaks characteristic of all of the spectra of FIG.
  • FIG. 7A is a representation called in 2D and FIG. 7B is a hierarchical classification representation in the form of graph 1 and dendogram 2, the peaks being classified in an order explained below with reference to FIG. 7A, to verify the reproducibility of the spectra of the different types of activation of macrophages concerned, the intensities of the characteristic common peaks Nos. 6 to 4,209 Da on the abscissa and peak No. 9 were measured at 4,748 Da on the ordinate of the spectra of the said spectra. samples tested.
  • the peak intensities are expressed in relative intensities, expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity.
  • the inventors have set up an experimental protocol in order to identify different cell types within heterogeneous samples, for example by taking the circulating immune cells as a first example and for example the cells constituting a complex solid tissue, the placenta.
  • MALDI-TOF mass spectrometry can thus make it possible to study the presence of different populations within the tissues of higher organisms.
  • EXAMPLE 1 MALDI-TOF Mass Spectrometry Analysis of Circulating Leukocytes 1.1 Isolation of Circulating Leukocytes The blood of healthy volunteers (French Blood Establishment, Leukopacks) is diluted in 0.9% NaCl and deposited on a Ficoll density barrier (MSL, Eurobio), which allows, after centrifugation, to obtain on the one hand, the cell population with a density of less than 1.077, that is to say mononuclear cells, and, on the other hand, cells with a density greater than 1.077, consisting of neutrophils and red blood cells.
  • MSL Ficoll density barrier
  • the mononuclear cells consisting essentially of monocytes and T cells are recovered and suspended in RPMI 1640 buffered with 20 mM Hepes (Invitrogen). Monocytes and T cells are then isolated by positive selection using magnetic beads coated with antibodies directed against the CD14 (monocytes) and CD3 (T cells) (Miltenyi Biotec) molecules. The quality of the CD14 + or CD3 + cell preparations is checked in flow cytometry (in general, more than 98%). Their viability evaluated by exclusion of trypan blue is greater than 95%. The neutrophils are isolated from red blood cells after a 30 min incubation in 1.5% Dextran T-500.
  • Evaporation takes place at room temperature and the molecules of the matrix contain those of the sample in the form of crystals.
  • these crystals are subjected to a radiation of 5 ns of the laser adjusted to 337 nm and the ionized molecules released are analyzed thanks to their flight time.
  • the FlexControl software provided by Bruker Daltonics essentially allows the acquisition of spectra from the raw data.
  • the average value and the relative intensity of the representative peaks of monocytes are given in Table 1.
  • Table 1 The average value and the relative intensity of the representative peaks of monocytes.
  • the inventors verified whether the conditioning of the cells affects their profile in MALDI-TOF mass spectrometry. It appears that the lysis and sonication of the cells before freezing profoundly alter their profile. They also studied the MALDI-TOF mass spectrometry profile of unfrozen cells. This is, in contrast, in all respects comparable to that obtained on frozen cells, which has two implications: 1. the peaks detected in MALDI-TOF mass spectrometry on frozen cells correspond to a biological reality since they are also characteristics of living cells; 2. Freezing at -80 ° C for 48 hours is a simple and reproducible method of analyzing cell populations.
  • a concentration of 5 x 10 5 to 10 6 cells in 10 ⁇ l of PBS provides an optimal resolution: a concentration of 5 x 10 6 cells / 10 ⁇ l increases the background without revealing new peaks and a concentration of 10. 5 cells / 10 pL does not reveal all the peaks. This is the reason why the inventors adopted a concentration of 10 6 cells in 10 ⁇ l of PBS for all the experiments described below.
  • the location and relative intensity of the peaks obtained are specific to the cell populations and remain constant from one sample to another and from one blood donor to another (8 different donors tested).
  • the inventors verified this reproducibility by a two-dimensional representation, called 2D, obtained with the ClinProTools software (version 2.2) from spectra of 8 samples of different blood donors. They found that the MALDI-TOF mass spectrometry signatures, for two peaks arbitrarily selected by the mass spectrometer, are remarkably homogeneous within each leucocyte type, as shown in Figure 1.
  • the T cells (A), the monocytes (B) and the neutrophils (C) (10 5 cells of each cell type by 1-I deposition) were isolated from 8 blood donors. different, whose blood samples were frozen in 10 ⁇ l of PBS before being thawed. Then 1 ⁇ is deposited on the target of the MALDI-TOF mass spectrometer.
  • the software analyzes only two common characteristic peaks considered to be the most important (that is to say, the best separated and of the highest relative intensity possible for at least one of the peaks considered) found in the different spectra.
  • the two peaks are chosen by also verifying that we find the same difference with the peak that precedes and the peak that follows in the different spectra of the tested samples of the different cell types. In practice, it is positioned identically in the different spectra at ⁇ 1 Da. The fact that the relative intensity differences for these two peaks remain in the limit of variation around a mean value of ⁇ 20% observed between the different spectra of the same cell type demonstrates the significant reproducibility of the spectra.
  • the spectra obtained are analyzed with the software
  • ClinProTool version 2.2 which automatically selects 2 peaks whose position is represented in 2D form (one peak on the x axis and the other on the y axis) by assigning them a number (the number 1 being assigned to peak of the lowest molecular weight and so on) with the corresponding molecular weight. This is the peak 2 of 2320 Da (x-axis) and the peak 30 of 8568 Da (y-axis).
  • the position of each point of the graph thus corresponds to the relative intensity of the two peaks of each sample.
  • a point at the bottom left indicates that the 2 peaks that characterize the sample are absent or weakly present (here, monocytes).
  • a point down and to the right means that peak # 2 is present and intense but peak # 30 is not intense (here, neutrophils).
  • a point at the top left indicates that peak # 30 is present and intense but peak # 2 is not intense (here, T cells).
  • the proximity of the samples to each other suggests that they are likely to belong (only 2 peaks are analyzed and not all 70 peaks) to the same cell type while their distance shows that they belong to different cell types. It can be deduced from FIG. 1 that the spectra obtained from various samples of a given cell type are close to one another and that the spectra of T lymphocytes (A), monocytes (B) and neutrophils (C) exhibit different characteristics.
  • the inventors wanted to establish whether the leukocyte profile in MALDI-TOF mass spectrometry is closely specific or representative of a class of circulating cells. For this, they compared the MALDI-TOF mass spectrometry profile of monocytes with those of three other populations of circulating cells, T lymphocytes (Table 2), neutrophils (Table 3) and red blood cells (Table 4). Some peaks present in monocytes are absent from T lymphocytes, others are present only in T lymphocytes and some are common to both. Finally, the relative intensity of a peak may be different in monocytes and T lymphocytes. The same observation applies to neutrophils. The latter are characterized by peaks distinct from those of lymphocytes and monocytes even though some peaks are expressed by the three cell types. Finally, it can be seen that the spectrum of red blood cells is vastly different from that of the three leukocyte populations (see Figures 2 and 3).
  • the inventors have analyzed the distances or proximities between the different spectra by grouping or hierarchical classification, called “clustering", by adapting the software MultiExperiment Viewer (MeV) 4.3.
  • This free and open source software is available, among others, at http://www.tm4.org/mev/. It is conventionally used to analyze transcriptomic data in "microarray” (microarray).
  • microarray microarray
  • FIG. 2 this analysis reveals important differences between the main types of circulating cells (T lymphocytes, monocytes, neutrophils and red blood cells) and gives a representation of these differences in the form of a dendogram (FIG. 2).
  • the T (A), monocyte (B), neutrophil (C) and red blood cell (D) cells were from 8 different blood donors, whose blood samples were frozen, then thawed and deposited on the target of the MALDI-TOF mass spectrometer (10 5 cells by 1-I deposition).
  • the molecular weight values of the different peaks are manually recorded on an Excel sheet and saved in text (.txt) format. Values +1 (shaded area) or -1 (empty area) are assigned to them depending on whether the peak is present (+1) or absent (-1) on the spectrum. This data is loaded into the software. The data of each of the 4 cell types are automatically compared by the software MeV 4.3, which allows to establish a hierarchical classification between the 4 cell types.
  • the peaks are classified in an apparent disorder, with respect to their molecular weight. Peaks present are grouped in a shaded area for each cell type as follows. The peaks are classified in successive groups: the software includes for a given cell type the successive peaks and groups them as long as these peaks are specific for this cell type. Thus, for cell type C, the peaks of 2138 to 13164 Da are grouped together. When peaks are common between cell types C and B, for our example, it places them in continuity for C and contiguous for B. These peaks are again ranged from the lowest to the highest molecular weight, in particular here, from 5,418 to 10,838 Da.
  • the Mev 4.3 software is conventionally used for the analysis of proximities or distances of transcriptomic data by dendogram.
  • the upper part 4 of FIG. 2 corresponds to a dendogram representation of the four cell types.
  • the horizontal lines indicate that the connected cell types have a certain percentage of peaks in common, this percentage being all the greater as the vertical lines below the horizontal line connecting these cell types are small.
  • the two closest cell types that is to say having the greatest number of peaks in common, are monocytes (B) and neutrophils (C).
  • the remoteness of a horizontal line that is to say the height of the vertical lines delimiting the horizontal line, accounts for the "distance" between the cellular types concerned, being inversely proportional to the number of peaks in common. It is thus seen that the red blood cells (D) are farther away from the neutrophils (C) than from the monocyte (B) -lymphocytes T (A) group.
  • the dendrogram representation that frees itself from the representation in hierarchical classification is directly derived from the data of the hierarchical classification.
  • Hierarchical “clustering” consists of an ascending hierarchical classification for which each "cluster” is progressively “absorbed”. "by the nearest” cluster “to form an anchor cluster to be compared with others cell types.
  • the spectrum A and the spectrum D are compared with the anchoring cluster B + C. It is observed that the spectrum A is "closer” to the set B + C than the spectrum D.
  • the set B + C is therefore connected by a vertical bar to a horizontal bar connecting A to B + C. The height separating the horizontal bar connecting A to the set B + C is larger than that of the horizontal bar connecting B and C.
  • the spectra B and C are therefore considered to be the "closest", the spectrum A being more "distant” from B and C and the spectrum D being the one that shares the least number of peaks in common with the spectra A, B and vs.
  • Example 2 Realization of a database of 22 cell types
  • the inventors have thus chosen to differentiate between human monocytes and macrophages (Table 5) by a 7-day culture in medium containing human serum AB or in dendritic cells (Table 6) by cultivating them for 5 days in a medium containing Granulocyte Macrophage. Colony Stimulating Factor and Interleukin (IL) -4. They also used mouse macrophages (Table 7) differentiated from their precursors present in the bone marrow by culturing in the presence of a medium rich in Macrophage Stimulating Factor as well as established lines of macrophage-like cells such as the human line THP-1 (ATCC No. TIB-202, Table 8), murine line J774 (ATCC No. TIB-67, Table 9) and the canine line DH82 (ATCC No. CRL-10389, Table 10).
  • THP-1 ATCC No. TIB-202, Table 8
  • murine line J774 ATCC No. TIB-67, Table 9
  • C8166 human T cell line which stably expresses the CCR5 receptor Table 11
  • L929 mouse fibroblast line ATCC No. CCL-1, Table 12
  • the epithelial cell lines of human origin HeLa (ATCC No. CCL-2, Table 13) and 293T (ATCC No. CRL-1573, Table 14)
  • human trophoblastic lines BeWo ATCC No. CCL-98, Table 15
  • JEG ATCC No. HTB- 36, Table 16
  • non-mammalian cells such as the XTC-2 line derived from Xenopus laevis (Table 18) previously described (Drancourt M, Jarlier V, Raoult D. The environmental pathogen Mycobacterium ulcerans grows in amphibian cells at low temperatures.
  • XTC-2 line derived from Xenopus laevis Table 18
  • amoebae such as Acanthamoeba polyphaga (ATCC No. 30461, Table 19), Acanthamoeba castellanii (ATCC No. 30234, Table 20), Hartmannella vermiformis (ATCC No. 50237, Table 21) and Poteriochromonas melhamensis (ATCC No. 11532, Table 22).
  • the 22 cell types entered into the database represent a large sample of eukaryotic cells thus comprising mammalian and non-mammalian cells, primary cells, differentiated cells of primary cells and immortalized cells in lineage. Their characteristics, corresponding to the different cell types whose characteristic peaks are described in Tables 1 to 22, are summarized in the following Table A: Cell Type / Table Nature Peak Characteristics
  • T cells Primary cells Human circulating cells / Table 2
  • Macrophages Primary differentiated cells of humans / Table 5 monocytes
  • Macrophages Primary differentiated cells of murine marrow / bone chart 7
  • Trophoblasts Primary cells Human placental cells / table 17
  • Hierarchical classification analysis shows that there are significant differences between the 22 cell types used but the resulting representation is difficult to read and interpret.
  • the dendrogram representation of the same data ( Figure 3) is much more explicit and reveals important differences between the 22 cell types entered in the database. data.
  • the 22 cell types (10 6 cells in 10 ⁇ l of PBS) were frozen, then thawed and 1 ⁇ l was applied to the MALDI-TOF mass spectrometer target.
  • Figure 3 is a dendogram representation of the proximity of cell type spectra resulting from hierarchical classification analysis, the d values from 0 to 1000 on the axis are the distance levels between the cell types involved.
  • Figure 3 confirms that: a. each cell type tested has a signature in MALDI-TOF mass spectrometry of its own, b. it will be possible to integrate new cell types into the database.
  • the interest of a data bank is to be able to compare a new datum (here, the spectrum of a new cell sample) with the representative spectra of each cell type present in the database.
  • the inventors compared a new spectrum with the average spectra contained in the database thanks to the Biotyper 2.0 software developed by the manufacturer of the MALDI-TOF mass spectrometer (Bruker Daltonics). This results in validation scores which represent the addition of 2 notes ni + n2 (and being a function of the number of peaks and n2 function of the signal / background noise ratio).
  • ni 2 for 27 ⁇ n ⁇ 43
  • n2 is the score given according to the value of the signal-to-noise ratio (Rmax) of the peak of greater intensity of the spectrum, with
  • n2 3 for 52.6 ⁇ Rmax ⁇ 208.6
  • n2 4 for 208.2 ⁇ Rmax ⁇ 398.6
  • a spectrum is taken into account if its validation score (nl + nl) is greater than 2.
  • an identification score is calculated by the Biotyper 2.0 software.
  • the algorithms for calculating these scores are described in the manual provided by Bruker Daltonics, which gives a brief example of the method used in his manual "Software for microorganism identification and classification".
  • an identical peak between the database and the tested cell type gets a positive score while the absence of a peak results in a negative score.
  • the set of scores obtained is expressed in logarithmic scale. Scores obtained to identify and classify microorganisms (Fournier PE, Couderc C, Buffet S, Flaudrops C, Raoult D.
  • an identification score between 0 and 1.699 makes it possible to exclude the new population as belonging to the cellular type present in the database.
  • An identification score between 1,700 and 1,999 suggests that the new population belongs to the cell type present in the database and an identification score greater than 2.0 allows for a certain identification of the new population as belonging to the cell type present. in the database. In the future, extending the database to a larger number of cell types could lead to a higher identification threshold.
  • BioTyper 2.0 software identifies unknown spectra by comparison with reference spectra stored in a database.
  • the identification results are given in the form of a graphical representation, as in FIG. 4, with an identification score calculated as hereinafter explained.
  • the spectra of two samples considered identical are aligned.
  • An acceptable error is assigned for the peak mass of each spectrum ( ⁇ 1 Da) and the software repositions the two spectra (in other words, if the difference between the peaks of the same spectrum and the peaks of the other spectrum is too much different, the software will not be able to align the spectra).
  • a second step the comparison of an unknown spectrum with the reference spectrum (namely here, the average spectrum present in the database) is evaluated using dedicated identification scores.
  • the algorithms for calculating these scores are described in the manual provided by Bruker Daltonics, which gives a brief example of the method used in his manual "Software for microorganism identification and classification".
  • each peak of the spectrum to be analyzed is compared to the same peak of the reference spectra.
  • two windows of adjustable masses (“adjustable mass Windows”) are created.
  • the window “inner mass window” corresponds to perfectly adjusted peaks, which gives them a full score and the window “outer mass window” corresponds to peaks not perfectly aligned: the value of the score attributed is proportional to the distance with the "corresponding" peak of the reference spectrum (if Figure 4 was in color, we could see in green the perfectly adjusted peaks between the reference peaks and the peaks of the tested sample, in yellow the peaks partially adjusted and red unadjusted peaks). This results in a cumulative score for the sample to be compared to the reference spectrum.
  • the inventors have thus compared a new sample of purified monocytes with the reference "monocyte" of the databank: the score of 2.65 authenticates the population tested as monocytes (FIG. 4). They then tested the discriminating power of the databank in three different ways.
  • PBMCs Peripheral blood mononuclear cells
  • Macrophages result from the differentiation of circulating monocytes when they reach tissues. They are at the heart of the answer immune: they are likely to destroy infectious agents or tumor cells; they influence the response of lymphocytes which, in turn, control their activity. The microbicidal and tumoricidal functions of macrophages are controlled by their microenvironment.
  • M1 macrophages fully microbicidal and tumoricidal (macrophages responding to a cytokine such as interferon (IFN) -) and macrophages M2 macrophages that respond by an alternate pathway (response to interleukin (IL -4-, IL-10 or Transforming Growth Factor (TGF) - ⁇
  • IFN interferon
  • IL -4-, IL-10 or Transforming Growth Factor (TGF) - ⁇ The functional properties of these macrophages are quite diverse since they can be of little or no microbicide and can modulate the immune response of more or less effective It is considered that there is no real M2 state but that it is a continuum of states.It is thus understood that their deficiency or hyperactivity places them at the heart of pathologies.
  • M1 / M2 classification leads to the identification of M1 or M2 macrophages according to the expression of a set of detectable markers in flow cytometry, ELISA technique, or even in RT-PCR or "microarray". None of these markers, however, allows an absolute identification.
  • the monocytes (10 6 cells in a 6-well plate) are incubated for 4 days in 3 ml of RPMI 1640 containing 20 mM HEPES, 2 mM of L-glutamine and 10% of human serum AB and then 3 additional days in medium containing 10% of SVF.
  • the purity of the macrophages (> 90%) is verified by flow cytometry using CD68 as a specific marker.
  • the macrophages are then stimulated by different cytokines such as IFN- (TebuBio) at 20 ng / ml, IL-4, IL-10, TGF-1 (10 ng / ml, R & D Systems) or Tumor Necrosis Factor (TNF, 10 ng / ml, Euromedex).
  • macrophages are stimulated with 1 ⁇ g / ml lipopolysaccharide (LPS) prepared from Escherichia coli or 10 ng / ml peptidoglycan (PGN) prepared from Ba cillus subtilis (Sigma-Aldrich).
  • LPS lipopolysaccharide
  • PPN peptidoglycan
  • IFN-or IL-4-Activated Macrophage Spectra The inventors activated the macrophages for 18 hours with one part of the IFN (Table 23) known to induce a profile Ml and on the other hand of IL-4 (Table 24) known, it, to induce a polarization M2.
  • the doses of IFN- and IL-4 are those that have been used in the laboratory to study the transcriptional profile of M1 macrophages and M2 macrophages.
  • IFN- and IL-4 are those that have been used in the laboratory to study the transcriptional profile of M1 macrophages and M2 macrophages.
  • the inventors then evaluated the reproducibility and the specificity of the spectra using the ClinProTools 2.2 software as used in example 1. For this, they created for two spectra representative of each state of the macrophages a two-dimensional representation. It is observed that the spectra are characteristic of a given state of macrophage activation since they are homogeneous within the same activation state and that they are specific to each of these states (FIG. 5A). In addition, IL-4-activated macrophages are opposite to IFN-activated macrophages compared to quiescent macrophages, suggesting that MALDI-TOF mass spectrometry may be useful in comparison of IL-4-activated macrophages. macrophages M1 / M2.
  • the dendogram contains two specific branches that combine activation with IFN-- on the one hand and with IL-4 on the other hand. Activation at 18 hours shows significant differences, is optimal at 36 hours and then decreases. This is the reason why the inventors considered only the two times of 18 and 36 hours in the following studies. These results therefore show that the polarization of macrophages in macrophages M1 or M2 can be studied by MALDI-TOF mass spectrometry.
  • the 2D representation of the spectral analysis shows that IL-10 induces a signature relatively close to that of quiescent or IFN-activated macrophages (FIG. 6A).
  • TNF and TGF - 1 induce signatures close to each other and are not very far from the signature induced by IL - 4.
  • the hierarchical classification representation confirms this visual impression (Figure 6B).
  • There is only one specific peak of IL-10 activation (at 8396 Da), although the general pattern of the IL-10 response is very specific.
  • Two peaks are specific for TGF - 1 (at 2886 and 2318 Da) while other peaks form the specific signature of TNF.
  • the dendogram resulting from the comparison of the different inductors of the macrophage response has two major branches (Figure 6C).
  • the first class (“cluster”) groups together IL-10 and IFN--. It may be noted that the "distance” between IFN - and IL-10 seems to depend essentially on the 18 or 36 hour incubation time.
  • the second class includes IL-4, TGF-1 and TNF. Again, the "distance” between TGF - 1 and TNF seems to depend on the incubation time.
  • the inventors have finally investigated whether the interaction between certain bacterial ligands and macrophages determines a specific spectral profile and whether these profiles are related to the Ml or M2 responses. They thus analyzed the response of macrophages to LPS, present on the surface of gram-negative bacteria (Table 28) and PGN present on the surface of gram-positive bacteria (Table 29). Spectral analysis shows that some peaks are specific for macrophage response to PGN while other peaks are specific for macrophage response to LPS. The 2D representation of the spectral analysis shows that the LPS induces a signature that is relatively close to that of the quiescent macrophages whereas the PGN induces a signature that is far more distant (FIG. 7A).
  • the placenta is a complex tissue in perpetual evolution. It consists essentially of trophoblasts and, to a lesser degree, macrophages and dendritic cells whose precise role is not known.
  • the trophoblast corresponds to the continuous cellular layer of fibroblasts which limits the egg, which becomes blastocyst at the 6th day after fertilization.
  • the trophoblast differentiates into two layers, the syncytiotrophoblast and the cytotrophoblast.
  • Placental macrophages are fetal macrophages that reside in the mesenchyme of the placenta.
  • Fresh placentas are collected after vaginal delivery or from caesarean sections from non-pathological pregnancies and after obtaining consent from patients. Samples are placed on a sterile surface by placing the umbilical cord down and the basal face up. The basal part that corresponds to the decidua is removed from the villous placenta. Large sections of about 30 grams are made in the villous placenta, placed in 50 ml sterile tubes after different washings with sterile PBS and weighed. The tissue is then thoroughly rinsed with PBS to remove as much blood as possible and cut into fragments of about 1 mm 3 .
  • the placenta fragments are incubated in a digestion solution (Hank's buffered saline solution containing 2.5% trypsin / EDTA, DNAse I (100 U / ml), 4.2 mM MgSO 4 and 25 mM HEPES) on a rotary shaker for 45 min at 37 ° C.
  • the dissociated cells are recovered and the remaining tissue fragments are incubated two more times in digestion solution for 30 min at 37 ° C.
  • the whole of the dissociated cells is collected, centrifuged, enumerated and deposited on a discontinuous gradient of Percoll (25 and 60%) and then centrifuged for 20 minutes at 1200 ⁇ g.
  • the cell ring obtained at the interface of the two phases, enriched in trophoblasts, is recovered and washed in PBS.
  • the trophoblasts are then selected using magnetic beads coupled to an anti-mouse immunoglobulin antibody (Miltenyi Biotec) and then coated with mouse antibodies directed against the EGF-R molecule ("epidermal growth factor receptor"), a receptor expressed at the surface of the trophoblasts.
  • EGF-R epidermal growth factor receptor
  • the inventors compared a sample of cells recovered after Percoll gradient passage with the average spectrum of primary trophoblasts (see Table 17).
  • the validation score calculated using the Biotyper 2.0 software is 2.14, which shows that it is possible to detect the "trophoblast" type in a heterogeneous sample.
  • MALDI-TOF mass spectrometry thus shows that it may be useful for the characterization of a cell type during its isolation out of any prior marking.

Abstract

The present invention relates to a method for identifying a given type of mammalian cells in a biological sample, to be analyzed, which may contain mammalian cells, characterized in that the following successive steps are carried out, in which steps: 1/ at least one reference spectrum of at least one reference sample of at least one given type of mammalian cells is established by "MALDI-TOF" ("matrix-assisted-laser-desorption-ionization- time-of flight") mass spectrometry, and 2/ if necessary, the whole cells contained in said biological sample to be analyzed are extracted so as to obtain an extract of eukaryotic cells, and 3/ a spectrum of a said extract of whole cells obtained in step 2/ is produced by MALDI-TOF mass spectrometry, and 4/ the spectrum obtained in step 3/ is compared with a plurality of reference spectra produced in step 1/ from a plurality of reference samples of a plurality of various given types of mammalian cells.

Description

Procédé d'identification de cellules de mammifères par spectrométrie de masse MALDI-TOF sur cellules entières  Method for identifying mammalian cells by whole cell MALDI-TOF mass spectrometry
La présente invention concerne un procédé d'identification de cellules de mammifères dans un échantillon biologique. On entend ici par cellules de mammifères, aussi bien, des cellules prises directement telles quelles dispositif selon l'invention ledit mammifère ou des cultures de cellules issues de cellules de mammifères, notamment des cellules différenciées ou des lignées cellulaires immortalisées, comme explicité ci-après. Le vivant se compose de trois mondes, le monde des cellules eucaryotes (cellules pourvues d'un noyau), le monde des bactéries et le monde des archae (cellules dépourvues d'un noyau). Le monde eucaryote comprend des êtres unicellulaires (protozoaires) et multicellulaires (métazoaires). De nombreux paramètres biologiques différencient les trois mondes du vivant tant sur le plan génomique que sur le plan protéique et fonctionnel. The present invention relates to a method of identifying mammalian cells in a biological sample. Mammalian cells are here understood to mean both cells taken directly as such, according to the invention, said mammal or cultures of cells derived from mammalian cells, especially differentiated cells or immortalized cell lines, as explained hereinafter. . The living consists of three worlds, the world of eukaryotic cells (cells with a nucleus), the world of bacteria and the world of archae (cells lacking a nucleus). The eukaryotic world includes unicellular (protozoan) and multicellular (metazoan) beings. Numerous biological parameters differentiate the three worlds of the living genomically as well as on the protein and functional levels.
Les cellules eucaryotes ne possèdent pas de paroi alors que la membrane plasmique des bactéries est entourée d'une « paroi » osidique riche en lipopolysaccharide (LPS) pour les bactéries à Gram négatif, en peptidoglycane (PGN) pour les bactéries à Gram positif ou en lipoarabinomannane pour les mycobactéries. La membrane plasmique des cellules eucaryotes (qui permet d'établir une frontière entre milieu intérieur et milieu extérieur) est constituée d'une bicouche lipidique dans laquelle sont enchâssées de nombreuses protéines glycosylées ou non. Ce sont tout ou partie de ces protéines qui permettent l'adhésion homotypique (d'une cellule d'un type à une cellule du même type) ou hétérotypique des cellules eucaryotes (d'une cellule d'un type à une cellule d'un autre type), et donc la cohésion tissulaire. Il existe une exception notable à ce principe général d'organisation tissulaire, c'est le sang qui est un liquide dans lequel se trouvent des cellules individuelles qui n'adhèrent pas les unes aux autres, dites cellules circulantes. Eukaryotic cells do not have a wall while the plasma membrane of bacteria is surrounded by a lipopolysaccharide-rich (LPS) osidic "wall" for Gram-negative bacteria, peptidoglycan (PGN) for Gram-positive bacteria, or lipoarabinomannan for mycobacteria. The plasma membrane of eukaryotic cells (which makes it possible to establish a boundary between internal and external medium) consists of a lipid bilayer in which many glycosylated or non-glycosylated proteins are embedded. These are all or part of these proteins that allow homotypic adhesion (from a cell of a type to a cell of the same type) or heterotypic eukaryotic cells (from a cell of a type to a cell of a cell). other type), and thus tissue cohesion. A notable exception to this general principle of tissue organization is the blood which is a liquid in which there are individual cells that do not adhere to each other, say circulating cells.
Les propriétés des protéines intracellulaires diffèrent également selon que ce sont des protéines bactériennes ou eucaryotes. A titre d'exemple, la phosphorylation sur tyrosine largement représentée dans le monde eucaryote est absente (ou faiblement présente) dans le monde bactérien. The properties of intracellular proteins also differ depending on whether they are bacterial or eukaryotic proteins. By way of example, the tyrosine phosphorylation widely represented in the eukaryotic world is absent (or weakly present) in the bacterial world.
Enfin, un grand nombre de voies métaboliques sont spécifiques du monde eucaryote (cascades transductionnelles, messagers intracellulaires, molécules de la réponse immune telles que les cytokines etc.). Finally, a large number of metabolic pathways are specific to the eukaryotic world (transducing cascades, intracellular messengers, immune response molecules such as cytokines, etc.).
En d'autres termes, la structure génétique, moléculaire et fonctionnelle des cellules eucaryotes est complètement différente de celle des bactéries et on ne peut donc inférer la structure des cellules eucaryotes de celle des bactéries. In other words, the genetic, molecular and functional structure of eukaryotic cells is completely different from that of bacteria, and the structure of eukaryotic cells can not be inferred from that of bacteria.
Pour autant, le monde eucaryote est extrêmement divers puisqu'il comprend des organismes unicellulaires et des organismes multicellulaires, des organismes dont les dimensions sont de l'ordre de quelques micromètres et des organismes dont les dimensions sont de l'ordre de la centaine de mètres, des organismes dont le poids est de l'ordre du nanogramme et d'autres de milliers de tonnes, etc.. Ne sont donc prises en compte dans la présente invention que des cellules issues de l'ordre des mammifères, tout particulièrement les cellules sanguines (dites circulantes) et les cellules de la réponse immune avec, à titre de cellules contrôles, des cellules différenciées issues desdites cellules circulantes et des lignées cellulaires immortalisées provenant d'autres types de tissus, des amibes et une lignée de cellules de xénope. However, the eukaryotic world is extremely diverse since it comprises unicellular organisms and multicellular organisms, organisms whose dimensions are of the order of a few micrometers and organisms whose dimensions are of the order of a hundred meters , organisms whose weight is of the order of one nanogram and others of thousands of tons, etc. Therefore, only mammalian cells, especially the cells, are taken into account in the present invention. circulating cells) and cells of the immune response with, as control cells, differentiated cells from said circulating cells and immortalized cell lines from other tissue types, amoebae and a xenopus cell line.
Les cellules sanguines sont constituées d'une part d'hématies (globules rouges), chargées de l'oxygénation de l'organisme et, d'autre part, de différents types de leucocytes (globules blancs) impliqués dans la réponse immune naturelle et/ou spécifique. On distingue trois types majeurs de leucocytes circulants : les lymphocytes, les monocytes et les polynucléaires neutrophiles. The blood cells consist on the one hand of red blood cells (red blood cells), responsible for the oxygenation of the body and, on the other hand, of different types of leucocytes (white blood cells) involved in the natural and / or specific immune response. There are three major types of circulating leukocytes: lymphocytes, monocytes and neutrophils.
Il est apparu au cours des 40 dernières années que les lymphocytes sont constitués de deux sous-populations majeures, les lymphocytes T et les lymphocytes B. Il est apparu plus récemment que les lymphocytes T sont eux-mêmes subdivisés en lymphocytes Ta- et Τ-δ, et qu'on peut distinguer au sein de la population de lymphocytes Ta- les lymphocytes qui expriment CD4 ou CD8 et qu'eux-mêmes peuvent regrouper plusieurs populations. En outre, chaque type de cellule immunitaire est sensible à l'activation par des agents exogènes (microorganismes, agents chimiques) ou endogènes (médiateurs du système immunitaire, hormones etc.). Ces différents types d'activation sont difficilement évaluables de façon globale et ne correspondent pas toujours à des états stables. Ainsi, des cytokines comme l'interleukine (IL)-4 d'un côté et l'interféron (IFN--- de l'autre sont connues pour polariser les lymphocytes Ta- (Thl en réponse à l'IFN-- ou Th2 en réponse à l'IL-4). Over the past 40 years, it has emerged that lymphocytes consist of two major subpopulations, T lymphocytes and B lymphocytes. More recently, T lymphocytes have been subdivided into T lymphocytes and Τ-lymphocytes. δ, and that one can distinguish in the population of T lymphocytes lymphocytes which express CD4 or CD8 and that they themselves can group several populations. In addition, each type of immune cell is sensitive to activation by exogenous agents (microorganisms, chemical agents) or endogenous agents (mediators of the immune system, hormones, etc.). These different types of activation are difficult to evaluate globally and do not always correspond to stable states. Thus, cytokines such as interleukin (IL) -4 on one side and interferon (IFN --- on the other are known to polarize Ta- lymphocytes (Th1 in response to IFN- or Th2). in response to IL-4).
Par ailleurs, les monocytes circulants sont les précurseurs des macrophages tissulaires dont les fonctions microbicides et tumoricides sont contrôlées par le microenvironnement de ces macrophages. Les macrophages résultent de la différenciation des monocytes circulants lorsqu'ils atteignent les tissus. Ils sont au cœur de la réponse immunitaire : ils sont susceptibles de détruire les agents infectieux ou les cellules tumorales; ils influencent la réponse des lymphocytes qui, en retour, contrôlent leur activité. C'est ainsi que, par analogie à la dichotomie Thl-Th2, il a été proposé d'appeler Ml les macrophages pleinement microbicides et tumoricides (macrophages répondant à une cytokine telle que l'IFN-γ) et macrophages M2 les macrophages qui répondent par une voie alterne (réponse à l'IL-4, à l'IL-10 ou au Transforming Growth Factor (TGF)- ). Les propriétés fonctionnelles de ces macrophages sont assez diverses puisqu'ils peuvent être peu ou pas microbicides et qu'ils peuvent moduler la réponse immune de façon plus ou moins efficace. Moreover, circulating monocytes are the precursors of tissue macrophages whose microbicidal and tumoricidal functions are controlled by the microenvironment of these macrophages. Macrophages result from the differentiation of circulating monocytes when they reach tissues. They are at the heart of the immune response: they are capable of destroying infectious agents or tumor cells; they influence the response of lymphocytes which, in turn, control their activity. Thus, by analogy with the Th1-Th2 dichotomy, it has been proposed to call M1 macrophages fully microbicides and tumoricides (macrophages responding to a cytokine such as IFN-gamma) and macrophages M2 macrophages that respond alternatively (response to IL-4, IL-10 or Transforming Growth Factor (TGF) -). The functional properties of these macrophages are quite diverse since they can be little or no microbicides and that they can modulate the immune response more or less effectively.
Les méthodes actuelles d'identification des cellules de mammifères, de type cellules circulantes, comprennent principalement les méthodes a/ à c/ discutées ci-après. a/- Des méthodes basées sur les propriétés tinctoriales et cytochimiques des cellules circulantes. Current methods for identifying mammalian cells, such as circulating cells, mainly comprise the methods a / c discussed below. a / - Methods based on the dyeing and cytochemical properties of circulating cells.
Ces méthodes sont basées sur la morphologie et les propriétés tinctoriales ou cytochimiques des cellules et permettent d'identifier aisément les lymphocytes, les monocytes et les polynucléaires neutrophiles. These methods are based on the morphology and the dye or cytochemical properties of the cells and make it easy to identify lymphocytes, monocytes and neutrophils.
En revanche, les propriétés tinctoriales, cytochimiques et physiques des cellules circulantes ne permettent pas de reconnaître et d'isoler les sous-populations lymphocytaires et monocytaires et, a fortiori, les sous-populations faiblement représentées. Elles ne permettent pas en conséquence d'apprécier les états fonctionnels de ces cellules qui définissent des sous-populations fonctionnelles, voire des populations anormales présentant des altérations subtiles susceptibles d'apparaître au cours de processus pathologiques. b/- Méthodes biologiques de caractérisation des cellules circulantes par cytométrie en flux On the other hand, the dyeing, cytochemical and physical properties of the circulating cells do not make it possible to recognize and isolate the lymphocyte and monocyte subpopulations and, a fortiori, the sub-populations poorly represented. They do not therefore allow to appreciate the functional states of these cells that define functional subpopulations, or even abnormal populations with subtle changes likely to appear during pathological processes. b / - Biological methods for characterization of circulating cells by flow cytometry
Le progrès décisif qui a permis la mise en évidence des sous- populations lymphocytaires a été l'utilisation des anticorps monoclonaux. Lorsque la population cellulaire à analyser peut être caractérisée par un marqueur spécifique et qu'on dispose de tels anticorps (à titre d'exemples, anticorps anti-CD4, anticorps anti-CD8), l'étude des populations de lymphocytes T CD4+ et de lymphocytes T CD8+ est réalisée aussi bien dans le milieu de la recherche qu'en routine hospitalière. La cytométrie en flux est une technique qui analyse en quelques minutes la fluorescence de cellules individuelles au sein de grands échantillons cellulaires. La contrainte de la cytométrie en flux est qu'il est nécessaire de disposer d'anticorps spécifiques que l'on rend fluorescents après marquage direct ou indirect (après fixation sur la molécule d'anticorps d'un anticorps spécifique d'espèce ou d'isotype, lui-même fluorescent). On peut ainsi détecter au sein d'une population cellulaire donnée la présence de tel ou tel type cellulaire. A titre d'exemple, on peut rechercher la présence de lymphocytes T au sein des cellules mononucléées (anticorps anti-CD3) ou de lymphocytes T CD4 + (anticorps anti-CD3 marqués avec un fluorochrome et anticorps anti-CD4 marqués avec un autre fluorochrome). The breakthrough in identifying lymphocyte subpopulations has been the use of monoclonal antibodies. When the cell population to be analyzed can be characterized by a specific marker and such antibodies are available (for example, anti-CD4 antibody, anti-CD8 antibody), the study of CD4 + T cell populations and CD8 + T lymphocytes are performed in both research and hospital settings. Flow cytometry is a technique that analyzes in a few minutes the fluorescence of individual cells within large cell samples. The constraint of flow cytometry is that it is necessary to have specific antibodies which are rendered fluorescent after direct or indirect labeling (after binding to the antibody molecule of a specific antibody of species or of isotype, itself fluorescent). It is thus possible to detect within a given cell population the presence of a particular cell type. For example, the presence of T cells in mononuclear cells (anti-CD3 antibodies) or CD4 + T cells (anti-CD3 antibodies labeled with a fluorochrome and anti-CD4 antibodies labeled with another fluorochrome can be tested for ).
La cytométrie en flux est une technique non seulement analytique mais également préparatoire. Des cytomètres dédiés permettent de séparer, juste après leur analyse, les cellules marquées par des anticorps spécifiques des cellules non marquées (ou marquées différemment). Il est ainsi possible de récolter les cellules possédant telle ou telle propriété antigénique. Flow cytometry is a technique that is not only analytical but also preparatory. Dedicated cytometers make it possible to separate, after their analysis, the cells labeled with specific antibodies from unlabeled (or differently labeled) cells. It is thus possible to harvest the cells possessing such or such antigenic property.
La cytométrie en flux présente cependant certaines limites comme technique analytique. Flow cytometry, however, has certain limitations as an analytical technique.
Il n'existe pas le plus souvent de marqueur isolé qui soit spécifique d'une population cellulaire donnée. Seule une combinatoire de marqueurs permet de définir les diverses sous-populations lymphocytaires ou macrophagiques. Dans ce contexte, des cytomètres multi-couleur sont indispensables puisqu'il faut associer chaque marqueur à un fluorochrome donné. L'approche en cytométrie en flux connaît un degré de complexité supplémentaire quand les marqueurs sont des moléculaires intracellulaires, ce qui nécessite une perméabilisation préalable des cellules. Lorsque ces marqueurs sont des molécules inductibles susceptibles d'être sécrétées (souvent des cytokines), il est nécessaire d'inclure dans le schéma expérimental des inhibiteurs de l'exportation afin d'augmenter la concentration intracellulaire dudit marqueur et sa détection. Ces approches, plus délicates à mettre en œuvre, sont habituellement réservées aux protocoles de recherche. C'est ainsi que la mise en évidence des cellules T régulatrices nécessite l'utilisation combinée de marqueurs membranaires (CD4 et CD25) et intracellulaires (Foxp3). There is usually no isolated marker that is specific to a given cell population. Only a combinatorics of markers makes it possible to define the various lymphocyte or macrophage subpopulations. In this context, multi-color cytometers are essential since each marker must be associated with a given fluorochrome. The flow cytometry approach experiences an additional degree of complexity when the markers are intracellular molecules, which requires prior cell permeabilization. When these markers are inducible molecules that can be secreted (often cytokines), it is necessary to include in the experimental scheme export inhibitors in order to increase the concentration. intracellularly said marker and its detection. These approaches, which are more difficult to implement, are usually reserved for research protocols. Thus, the demonstration of regulatory T cells requires the combined use of membrane (CD4 and CD25) and intracellular (Foxp3) markers.
La situation est encore plus complexe avec les cellules myéloïdes : les monocytes et les macrophages peuvent être sommairement différenciés les uns des autres par l'expression respective de CD14 et de CD68. Mais, il n'existe pas de marqueurs phénotypiques qui permettent de caractériser leurs réponses aux stimuli auxquels ils sont soumis. Tout au plus la molécule CD163 permettrait-elle de caractériser les macrophages activés par l'IL-4. Il apparaît ainsi que la cytométrie en flux ne permet pas de caractériser l'état fonctionnel des cellules myéloïdes (monocytes circulants et/ou macrophages). Limites de la cytométrie en flux comme technique préparatoire The situation is even more complex with myeloid cells: monocytes and macrophages can be roughly differentiated from each other by the respective expression of CD14 and CD68. But, there are no phenotypic markers that can characterize their responses to the stimuli they are subjected to. At most the CD163 molecule would allow to characterize the macrophages activated by IL-4. It thus appears that flow cytometry does not make it possible to characterize the functional state of the myeloid cells (circulating monocytes and / or macrophages). Limitations of flow cytometry as a preparatory technique
Malgré une commercialisation ancienne, cette technique demeure onéreuse, lourde à mettre en place et demande un personnel spécialisé. Elle reste restreinte à un petit nombre de laboratoires spécialisés. c/- Méthode des puces à ADN Très récemment, les techniques d'étude d'expression des gènes à haut débit comme les puces à ADN ("microarray") ont permis de caractériser différentes populations fonctionnelles de macrophages à partir de nombreux paramètres. Despite an old marketing, this technique remains expensive, heavy to implement and requires specialized personnel. It remains restricted to a small number of specialized laboratories. c / - Microarray method Very recently, high-throughput gene expression techniques such as microarray microarrays have made it possible to characterize different functional populations of macrophages from many parameters.
Cette méthode présente certaines limites car elle nécessite d'avoir à disposition un type cellulaire donné (par exemple, des macrophages isolés par une méthode classique) que l'on compare alors à d'autres types cellulaires (tels que les lymphocytes T) ou que l'on active ex vivo afin d'obtenir des macrophages dits activés (voir ci-après). Il s'agit en outre d'une technique lourde nécessitant l'obtention d'ARN en grande quantité et de haute qualité. L'analyse des données en est délicate et demande des temps incompatibles (souvent, de nombreuses semaines) avec une recherche clinique utile au malade. Enfin, l'expression des gènes est très versatile et n'a pas la robustesse de l'expression protéique utilisée en cytométrie en flux pour identifier les populations cellulaires. This method has certain limitations because it requires the availability of a given cell type (for example, isolated macrophages by a conventional method) which is then compared with other cell types (such as T cells) or ex vivo is activated in order to obtain so-called activated macrophages (see below). It is also a heavy technique requiring the production of RNA in large quantities and high quality. The analysis of the data is delicate and requires time incompatible (often, many weeks) with clinical research useful to the patient. Finally, gene expression is very versatile and does not have the robustness of protein expression used in flow cytometry to identify cell populations.
Le but de la présente invention est de fournir une nouvelle méthode d'identification d'un type donné de cellules de mammifères dans un échantillon biologique à analyser, susceptible de contenir des cellules de mammifères. The object of the present invention is to provide a new method for identifying a given type of mammalian cells in a biological sample to be analyzed, which may contain mammalian cells.
Plus particulièrement, un autre but de la présente invention est de fournir une nouvelle méthode d'identification de cellules de mammifères, qui permette de caractériser un type cellulaire non ou mal caractérisable par des anticorps spécifiques. More particularly, another object of the present invention is to provide a novel method for identifying mammalian cells, which makes it possible to characterize a cell type that is not or can be characterized by specific antibodies.
La spectrométrie de masse est une technique physique d'analyse permettant de détecter et d'identifier des molécules d'intérêt par mesure de leur masse. Son principe réside dans la séparation en phase gazeuse de molécules chargées (ions) en fonction de leur rapport masse/charge (m/z). Elle permet en outre de caractériser la structure chimique des molécules en les fragmentant. Son utilisation, facile, rapide et peu coûteuse, s'est largement répandue dans de nombreux domaines scientifiques, y compris en biologie. C'est ainsi que, associée à d'autres approches, elle permet l'étude du protéome. Etendue récemment à la médecine, elle permet d'étudier le sérum des patients, un mélange complexe de protéines, ce qui peut être utile au diagnostic de différentes maladies. La spectrométrie de masse sous sa variante MALDI-TOF (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight) est récemment entrée dans les laboratoires de microbiologie. Elle permet en effet la détection des toxines bactériennes. Elle permet également d'identifier et de classifier différents types bactériens en utilisant des bactéries intactes. En effet, parmi les divers composants identifiés dans un spectre de spectrométrie de masse MALDI-TOF, certains semblent spécifiques d'une espèce bactérienne précise. C'est ainsi que la comparaison de leurs spectres a permis en 2007 d'identifier différentes espèces et sous-espèces de staphylocoques coagulase-. Les spectres diffèrent également selon que les souches de Staphylococcus aureus sont résistantes ou non à certains antibiotiques. Ainsi, il a été possible d'identifier en 2008 un grand nombre d'espèces bactériennes dans des prélèvements cliniques en utilisant des banques de données fabriquées à partir de chacune de ces espèces. Les articles de ZHANG et al. (Journal of American society for MassMass spectrometry is a physical analysis technique for detecting and identifying molecules of interest by measuring their mass. Its principle lies in the gas phase separation of charged molecules (ions) according to their mass / charge ratio (m / z). It also makes it possible to characterize the chemical structure of the molecules by fragmenting them. Its easy, fast and inexpensive use has spread widely in many scientific fields, including biology. Thus, combined with other approaches, it allows the study of the proteome. Recently extended to medicine, it makes it possible to study the serum of patients, a complex mixture of proteins, which can be useful for the diagnosis of various diseases. Mass spectrometry under its MALDI-TOF variant (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight) has recently entered the microbiology laboratories. It allows the detection of bacterial toxins. It also identifies and classifies different bacterial types using intact bacteria. Indeed, among the various components identified in a spectrum of MALDI-TOF mass spectrometry, some seem specific to a specific bacterial species. Thus, the comparison of their spectra allowed in 2007 to identify different species and subspecies of staphylococci coagulase-. The spectra also differ according to whether Staphylococcus aureus strains are resistant to certain antibiotics or not. Thus, it was possible to identify in 2008 a large number of bacterial species in clinical samples using databases made from each of these species. The articles of ZHANG et al. (Journal of American Society for Mass
Spectrometry. Vol 17. 1er avril 2006. Pages 490-499) et KARGER et al. (Journal of Virological Methods. Vol 164. 1er mars 2010. Pages 116-121) concernent des procédés d'identification d'extraits protéiques de cellules eucaryotes et non pas des cellules entières. Du fait que les cellules sont lysées, des protéines intracellulaires sont libérées, notamment les protéines cytosoliques qui s'ionisent et sont détectées plus facilement du fait de leur petite taille et de leur solubilité, contrairement aux protéines de surface de la membrane cellulaires, lesquelles présentent des masses moléculaires élevées et sont moins solubles que les protéines cytosoliques, ce qui les rend plus difficiles à détecter par spectrométrie de masse. Spectrometry. Vol 17. April 1, 2006. Pages 490-499) and KARGER et al. (Journal of Virological Methods, vol 164. Mar. 1, 2010. Pages 116-121) relate to methods of identifying protein extracts of eukaryotic cells and not whole cells. Because the cells are lysed, intracellular proteins are released, including cytosolic proteins that ionize and are more easily detected because of their small size and solubility, in contrast to cell membrane surface proteins, which exhibit high molecular weights and are less soluble than cytosolic proteins, making them more difficult to detect by mass spectrometry.
En outre, dans l'article de ZHANG et al., sur la figure 5, les auteurs ont comparé les spectres obtenus à partir d'une catégorie de cellules (cellules BHK21 = fibroblastes de hamster), à savoir un spectre obtenu à partir des cellules non lysées (a) et des spectres obtenus à partir des mêmes cellules lysées (b). Les auteurs observent que les spectres obtenus à partir des cellules lysées comprennent beaucoup plus de pics. In addition, in the article by ZHANG et al., In FIG. 5, the authors compared the spectra obtained from a category of cells (BHK21 cells = hamster fibroblasts), namely a spectrum obtained from the unlysed cells (a) and spectra obtained from the same lysed cells (b). The authors observe that the spectra obtained from the lysed cells comprise many more peaks.
En conséquence, l'article de ZHANG et al. ne fournit aucune suggestion ou incitation d'utiliser la méthode d'analyse sur cellules entières selon la présente invention pour identifier spécifiquement un type cellulaire. Au contraire, l'article de ZHANG et al. constitue un préjugé à rencontre du procédé selon l'invention, dans la mesure où les auteurs recommandent l'analyse de spectre de masse d'extraits protéiques obtenus sur cellules lysées. Dans l'article de KARGER et al., les cellules sont incubées avec différents solvants (cf. page 118, 1er paragraphe, colonne de droite : éthanol, puis acide formique, puis acétonitrile), lesdits solvants permettant d'extraire les protéines. L'étude porte donc sur les protéines totales, extraites à partir des cellules lysées avec différents solvants et non sur les cellules entières. As a result, the article by ZHANG et al. provides no suggestion or incentive to use the whole cell assay method according to the present invention to specifically identify a cell type. On the contrary, the article by ZHANG et al. is a prejudice against the method according to the invention, insofar as the authors recommend mass spectral analysis of protein extracts obtained on lysed cells. In the article by KARGER et al., The cells are incubated with various solvents (see page 118, 1st paragraph, right column: ethanol, then formic acid, then acetonitrile), said solvents making it possible to extract the proteins. The study therefore focuses on total proteins, extracted from cells lysed with different solvents and not on whole cells.
Dans l'article de ZHANG et al., la lyse des cellules est réalisée avec le liquide de la matrice utilisée pour l'analyse spectrométrique, à savoir le composé DHB (acide 2,5-dihydroxybenzoïque) et les extraits protéiques sont rincés plusieurs fois avec le DHB, préalablement à la réalisation de l'analyse par spectrométrie. In the article by ZHANG et al., Lysis of the cells is carried out with the matrix liquid used for the spectrometric analysis, namely the compound DHB (2,5-dihydroxybenzoic acid) and the protein extracts are rinsed several times. with DHB, prior to performing the spectrometric analysis.
D'autre part, dans l'article de ZHANG et al., les auteurs se bornent à chercher à identifier des pics de protéines spécifiques pour chaque type cellulaire. On the other hand, in the article by ZHANG et al., The authors merely seek to identify specific protein peaks for each cell type.
Enfin, la spectrométrie de masse MALDI-TOF a permis de caractériser différentes spores de champignons, levures et des pollens, notamment dans US 2003/027231. Finally, MALDI-TOF mass spectrometry has made it possible to characterize various spores of fungi, yeasts and pollens, in particular in US 2003/027231.
On a découvert, selon la présente invention, qu'il était possible d'identifier, c'est-à-dire de caractériser de manière spécifique, à partir de cellules entières (c'est-à-dire de cellules non préalablement lysées avant analyse) des types de cellules eucaryotes mammifères par spectrométrie de masse de type MALDI-TOF, bien que seules les protéines cytosoliques (de type intracellulaire) s'ionisent et sont détectées du fait de leur petite taille et de leur solubilité et non, comme dans la méthode de cytométrie de flux, les protéines de surface de la membrane cellulaire, lesquelles présentent des masses moléculaires beaucoup plus élevées allant de 30 à 100 kDa et nécessitent l'utilisation d'anticorps pour révéler leur présence, et bien que les protéines intracellulaires détectables par spectrométrie de masse soient en nombre relativement réduit. It has been found, according to the present invention, that it is possible to identify, i.e. to characterize in a specific manner, from whole cells (i.e. cells not previously lysed before analysis) of mammalian eukaryotic cell types by MALDI-TOF mass spectrometry, although only cytosolic proteins (intracellular type) ionize and are detected due to their small size and solubility and not, as in the flow cytometry method, the surface proteins of the cell membrane, which have much higher molecular weights ranging from 30 to 100 kDa and require the use of antibodies to reveal their presence, and although the intracellular proteins detectable by mass spectrometry are relatively small in number.
Mais, ceci a été rendu possible par une prise en compte de l'ensemble des pics des spectres, c'est-à-dire par une analyse combinatoire des spectres impliquant la comparaison spectre à spectre et non pas la recherche de pics spécifiques en eux-mêmes pris séparément. But this was made possible by taking into account all the peaks of the spectra, that is to say by a combinatorial analysis of the spectra involving spectrum-to-spectrum comparison and not the search for specific peaks in them. - taken separately.
Les inventeurs formulent l'hypothèse que cette caractérisation spécifique résulte de ce que, lors d'une spectrométrie de masse du type MALDI-TOF, lesdites protéines intracellulaires sont en nombre suffisant et leur nature et leur proportion relative sont suffisamment distinctes et variables et donc spécifiques entre les différents types cellulaires eucaryotes pour permettre une caractérisation spécifique du type de cellules par une analyse du spectre de masse de cette combinaison de protéines, sous réserve que l'on ne cherche pas à identifier lesdites cellules à partir de pics spécifiques, correspondant à des protéines spécifiques, mais par une analyse combinatoire de pics, à savoir par comparaison de spectres complets, notamment d'au moins 70 pics.. Cette caractéristique du procédé selon l'invention est importante car c'est cette analyse combinatoire de l'ensemble de pics des spectres qui permet, selon la présente invention, d'identifier spécifiquement des cellules de mammifères, sans avoir à connaître ceux des pics qui sont réellement spécifiques et donc uniques pour la catégorie de cellules concernées, comme cela est suggéré dans l'article de ZHANG et al. Et, c'est aussi cette analyse combinatoire qui permet d'obtenir l'identification spécifique de cellules de mammifères à partir de l'analyse de cellules entières et non pas d'extraits protéiques. The inventors formulate the hypothesis that this specific characterization results from the fact that, during mass spectrometry of the MALDI-TOF type, said intracellular proteins are in sufficient number and their nature and their relative proportion are sufficiently distinct and variable and therefore specific. between the different eukaryotic cell types to allow a specific characterization of the cell type by a mass spectrum analysis of this combination of proteins, provided that it is not sought to identify said cells from specific peaks, corresponding to specific proteins, but by a combinatorial analysis of peaks, namely by comparison of complete spectra, in particular of at least 70 peaks. This characteristic of the method according to the invention is important because it is this combinatorial analysis of the set of peaks of the spectra which allows, according to the present invention, to specifically identify cells mammals, without having to know which ones of the peaks are actually specific and therefore unique for the category of cells concerned, as suggested in the article by ZHANG et al. And, it is also this combinatorial analysis which makes it possible to obtain the specific identification of mammalian cells from the analysis of whole cells and not of protein extracts.
En effet, selon la présente invention, les cellules entières ne sont soumises à aucun traitement de lyse, préalablement à leur mélange avec la solution de matrice. En effet, les cellules selon la présente invention sont reprises dans un tampon de lavage, notamment du PBS, de telle sorte qu'elles restent entières (non lysées) avant d'être mélangées à la solution de matrice pour l'analyse par spectrométrie de masse. Indeed, according to the present invention, the whole cells are not subjected to any lysis treatment, prior to their mixing with the matrix solution. Indeed, the cells according to the present invention are taken up in washing buffer, in particular PBS, so that they remain intact (unlysed) before being mixed with the matrix solution for analysis by mass spectrometry.
Lorsque les cellules sont incubées préalablement avec la matrice, comme dans l'article de ZHANG et al., il y a dilution des extraits cellulaires, ce qui bien entendu fait perdre des protéines et donc de l'information, du fait que les procédés de lyse préalable "sélectionnent" certaines protéines, lesquelles peuvent être différentes, en outre, selon le procédé de lyse. Le procédé selon la présente invention est donc plus simple et plus rapide à réaliser, n'ayant pas d'étape d'extraction protéique préalable à l'analyse à réaliser. When the cells are incubated beforehand with the matrix, as in the article by ZHANG et al., The cell extracts are diluted, which of course causes loss of proteins and therefore of information, because the methods of Prior lysis "selects" certain proteins, which may be different, in addition, depending on the lysis method. The method according to the present invention is therefore simpler and faster to perform, having no protein extraction step prior to the analysis to be performed.
Les inventeurs ont donc mis en évidence des signatures spécifiques de différents types de cellules de mammifères par analyse des spectres complets obtenus par spectrométrie de masse MALDI-TOF. The inventors have thus demonstrated specific signatures of different types of mammalian cells by analysis of the complete spectra obtained by MALDI-TOF mass spectrometry.
Selon la présente invention, la démonstration de la spécificité a été réalisée sur des analyses comparatives de 22 types cellulaires différents alors que l'article de ZHANG et al. se contente de l'analyse de seulement 3 types de cellules de mammifères, lesquelles sont, en outre, uniquement des lignées cellulaires immortalisées. According to the present invention, the demonstration of specificity was performed on comparative analyzes of 22 different cell types while the article of ZHANG et al. is satisfied with the analysis of only 3 types of mammalian cells, which are, in addition, only immortalized cell lines.
Plus précisément, la présente invention fournit un procédé d'identification d'un type donné de cellules eucaryotes dans un échantillon biologique, à analyser, susceptible de contenir des cellules de mammifères, caractérisé en ce que l'on réalise les étapes successives dans lesquelles : More specifically, the present invention provides a method for identifying a given type of eukaryotic cells in a biological sample, to be analyzed, capable of containing mammalian cells, characterized in that the following steps are carried out in which:
1/ on établit au moins un spectre de référence par spectrométrie de masse, dite de type MALDI-TOF ("matrix-assisted-laser-desorption- ionisation-time-of-flight"), d'au moins un échantillon de référence, d'au moins un type donné de cellules de mammifères, ledit échantillon de référence étant constitué de cellules de mammifères entières purifiées contenant au moins 95% de cellules dudit type donné, et 1 / at least one reference spectrum is established by mass spectrometry, called MALDI-TOF ("matrix-assisted-laser-desorption-ionization-time-of-flight"), of at least one reference sample, of at least one given type of mammalian cells, said sample of reference consisting of purified whole mammalian cells containing at least 95% of cells of said given type, and
2/ on réalise, si nécessaire, l'extraction des cellules entières contenues dans ledit échantillon biologique à analyser pour obtenir un extrait de cellules entières, et 2 / extraction of the whole cells contained in said biological sample to be analyzed is carried out, if necessary, to obtain an extract of whole cells, and
3/ on réalise un spectre par spectrométrie de masse de type MALDI-TOF d'un dit extrait de cellules entières obtenu à l'étape 2/, et 3 / a MALDI-TOF mass spectrometric spectrum of a said whole cell extract obtained in step 2 / is produced, and
4/ on compare le spectre obtenu à l'étape 3/ avec : 4 / the spectrum obtained in step 3 / is compared with:
4a/ un spectre de référence d'un extrait purifié dudit type donné de cellules de mammifères préalablement réalisé à l'étape 1/, si l'on cherche seulement à identifier si ledit échantillon à analyser comprend un type de cellules de mammifères dudit type donné de cellules de mammifères, ou 4a / a reference spectrum of a purified extract of said given type of mammalian cells previously made in step 1 /, if one only seeks to identify whether said sample to be analyzed comprises a mammalian cell type of said given type mammalian cells, or
4b/ une pluralité de spectres de référence réalisés à l'étape 1/ à partir d'une pluralité d'échantillons de référence d'une pluralité de différents types donnés de cellules eucaryotes, ladite pluralité de spectres de référence comprenant une banque de spectres de référence de différents types donnés de cellules de mammifères, si l'on cherche à identifier si ledit échantillon à analyser comprend un type de cellules de mammifères choisi parmi différents types donnés de cellules de mammifères dont les spectres sont inclus dans ladite banque de spectres de référence, et 4b / a plurality of reference spectra made in step 1 / from a plurality of reference samples of a plurality of different given types of eukaryotic cells, said plurality of reference spectra comprising a spectral library of reference of different given types of mammalian cells, if one seeks to identify whether said sample to be analyzed comprises a mammalian cell type selected from different given types of mammalian cells whose spectra are included in said reference spectrum bank , and
5/- on identifie un type de cellules de mammifères de l'extrait obtenu à l'étape 2/, provenant dudit échantillon à analyser, de l'une au moins des deux manières suivantes : 5 / - a mammalian cell type of the extract obtained in step 2 /, from said sample to be analyzed, is identified in at least one of two ways:
5a/ soit comme étant identique à un dit type donné de cellules de mammifères, si, lors de l'étape 4/ ci-dessus, on retrouve dans le spectre obtenu à l'étape 3/ l'ensemble des pics caractéristiques d'un dit spectre de référence comprenant au moins 50 pics, de préférence au moins 70 pics, 5a / is identical to a said given type of mammalian cells, if, in step 4 / above, is found in the spectrum obtained in step 3 / all the characteristic peaks a said reference spectrum comprising at least 50 peaks, preferably at least 70 peaks,
5b/ soit comme étant proche d'au moins un dit type donné de cellules de mammifères, en caractérisant la proximité du spectre obtenu à l'étape 3/ par rapport à au moins un dit spectre de référence d'au moins un dit type donné de cellules de mammifères, par détermination du nombre de pics caractéristiques en commun entre le spectre obtenu et celui d'au moins un dit spectre de référence d'au moins un dit type donné de cellules de mammifères. De préférence, de façon connue, la proximité entre un spectre analysé et une pluralité de spectres de référence peut être déterminée par une analyse par classification hiérarchique, encore appelée "clustering" et représentée graphiquement sous forme de dendogramme en fonction du nombre de pics en commun qu'ils partagent entre eux, comme explicité dans les exemples ci-après. 5b / is as being close to at least one said given type of mammalian cells, by characterizing the proximity of the spectrum obtained in step 3 / with respect to at least one said reference spectrum of at least one said given type mammalian cells, by determining the number of characteristic peaks in common between the spectrum obtained and that of at least one said reference spectrum of at least one said type of mammalian cells. Preferably, in known manner, the proximity between an analyzed spectrum and a plurality of reference spectra can be determined by a hierarchical classification analysis, also called "clustering" and graphically represented in the form of a dendogram according to the number of peaks in common. that they share with each other, as explained in the examples below.
On entend par "échantillon biologique de cellules entières" tout échantillon provenant d'un prélèvement de tissu sanguin ou autre tissu, notamment un prélèvement clinique de patient, ou encore un échantillon de culture cellulaire. On entend ici par "cellules de mammifère" : The term "biological sample of whole cells" means any sample from a sample of blood tissue or other tissue, including a clinical sample of a patient, or a cell culture sample. By "mammalian cells" is meant here:
- des cellules "primaires" de mammifère, c'est-à-dire des cellules prises directement dudit mammifère et qui ne sont pas immortalisées, et "mammalian" primary cells, that is to say cells taken directly from said mammal and which are not immortalized, and
- des cellules issues desdites cellules primaires de mammifère, c'est-à-dire des cellules obtenues par culture desdites cellules primaires de mammifères incluant : cells derived from said primary mammalian cells, that is to say cells obtained by culturing said primary mammalian cells, including:
- des cellules différenciées, et differentiated cells, and
- des lignées cellulaires immortalisées. Parmi les cellules de mammifères, on distingue plus particulièrement les cellules sanguines, encore dénommées "cellules circulantes", et les cellules d'autres tissus. immortalized cell lines. Among mammalian cells, there are more particularly blood cells, also called "circulating cells", and cells of other tissues.
Selon la présente invention, on cherche plus particulièrement à identifier des cellules immunitaires, encore dénommées "cellules de la réponse immune", mais aussi, d'autres types de cellules, telles que des cellules épithéliales et cellules de fibroblastes et cellules de trophoblastes. According to the present invention, one seeks more particularly to identify immune cells, also called "cells of the immune response", but also other types of cells, such as epithelial cells and fibroblast cells and trophoblast cells.
Parmi les cellules circulantes, on cherche plus particulièrement à identifier selon la présente invention les cellules de la réponse immune du sang, à savoir les leucocytes circulants comprenant les monocytes, les lymphocytes T, les cellules polynucléaires neutrophiles et les cellules autres que cellules de la réponse immune, telles que les hématies (globules rouges). Parmi les cellules de la réponse immune d'autres organes que le sang, on cherche plus particulièrement à identifier selon la présente invention des cellules d'organes lymphoïdes, tels que le foie, la rate, le thymus et la moelle osseuse, en particulier, des cellules lymphocytes et des macrophages, mais aussi, les cellules immunes d'organes non lymphoïdes, tels que le placenta, en particulier des cellules trophoblastes de placenta. Among the circulating cells, it is more particularly intended to identify, according to the present invention, the cells of the immune response of the blood, namely circulating leukocytes comprising monocytes, T lymphocytes, polynuclear neutrophilic cells and cells other than cells of the response. immune system, such as red blood cells. Among the cells of the immune response of organs other than the blood, it is more particularly sought to identify, according to the present invention, cells of lymphoid organs, such as the liver, the spleen, the thymus and the bone marrow, in particular lymphocyte and macrophage cells, but also immune cells of non-lymphoid organs, such as the placenta, in particular placenta trophoblast cells.
Parmi les cellules différenciées obtenues par cultures cellulaires de cellules circulantes, on cherche plus particulièrement à identifier (a) des monocytes différenciés sous forme de macrophages ou de cellules dendritiques et (b) des lymphocytes différenciés sous forme de lymphoblastes et d'autres types de cellules dendritiques. Among the differentiated cells obtained by circulating cell cultures of cells, it is more particularly sought to identify (a) differentiated monocytes in the form of macrophages or dendritic cells and (b) differentiated lymphocytes in the form of lymphoblasts and other types of cells dendritic.
De même, selon la présente invention, on entend par "type de cellules", une dite cellule de mammifère ou cellule issue de cellules de mammifère d'une nature particulière donnée dans un état donné normal ou pathologique du tissu d'origine et/ou dans un état d'activation par un facteur d'activation donné desdites cellules le cas échéant. On cite plus particulièrement, comme cellules de mammifères, des cellules humaines. Likewise, according to the present invention, "cell type" is understood to mean a said mammalian cell or cell derived from mammalian cells of a particular nature given in a given normal or pathological state of the original tissue and / or in an activation state by a given activation factor of said cells where appropriate. More particularly, mammalian cells are human cells.
En particulier, dans le cas des macrophages, les cytokines sont des facteurs d'activation connus pour moduler la réponse des macrophages et induire des états d'activation caractéristiques, en particulier les cytokines choisies parmi l'IL-4, l'IL-10, l'IFN--, le Tumor Necrosis Factor (TNF), le TGF--1. Les macrophages sont également connus pour être stimulés par des facteurs d'activation tels que les lipopolysaccharides (LPS) ou les peptidoglycanes (PGN). A l'étape 1/, les échantillons de référence contiennent 100% de dites cellules, dans le cas de cellules différenciées et lignées de cellules, et au moins 95% de dites cellules entières dans le cas de cellules primaires. In particular, in the case of macrophages, cytokines are known activation factors for modulating the response of macrophages and inducing characteristic activation states, in particular the cytokines chosen from IL-4, IL-10 , IFN--, Tumor Necrosis Factor (TNF), TGF - 1. Macrophages are also known to be stimulated by activating factors such as lipopolysaccharides (LPS) or peptidoglycans (PGN). In step 1 /, the reference samples contain 100% of said cells, in the case of differentiated cells and cell lines, and at least 95% of said whole cells in the case of primary cells.
On entend ici par "pic caractéristique", un pic dont l'intensité relative, exprimée en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité, est supérieure à au moins 3 fois celle du bruit de fond. Here, the term "peak characteristic", a peak whose relative intensity, expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity, is greater than at least 3 times that of the background noise.
On entend ici par "pic en commun entre le spectre obtenu et un spectre de référence", un pic dont la masse moléculaire ne se différencie pas de plus de ±1 Da par rapport à la masse moléculaire du pic du spectre de référence et présentant une intensité relative ne s'écartant pas de ±20% de la valeur d'intensité relative dudit pic dans le spectre de référence exprimée en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité dans le spectre, comme explicité ci-après. Here is meant by "peak in common between the spectrum obtained and a reference spectrum", a peak whose molecular mass does not differ by more than ± 1 Da from the reference peak molecular weight and having a relative intensity does not deviate by ± 20% from the relative intensity value of said peak in the reference spectrum expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity in the spectrum, as explained below.
La spectrométrie de masse MALDI-TOF permet de caractériser les cellules eucaryotes entières en absence de tout marquage préalable, ce qui constitue un progrès majeur par rapport aux techniques existantes, en particulier la cytométrie de flux. MALDI-TOF mass spectrometry makes it possible to characterize whole eukaryotic cells in the absence of any prior labeling, which constitutes a major advance over existing techniques, in particular flow cytometry.
Cette approche est simple à mettre en œuvre, reproductible, rapide et peu coûteuse. Elle est suffisamment résolutive pour permettre de caractériser différents états d'activation d'une population cellulaire donnée, notamment les états d'activation des macrophages humains. This approach is simple to implement, reproducible, fast and inexpensive. It is sufficiently resolutive to allow to characterize different activation states of a given cell population, especially the activation states of human macrophages.
Une banque de données de spectres qui en résulte permet d'identifier toute population cellulaire inconnue comme appartenant ou pas aux populations cellulaires présentes dans la base de spectres. A resulting spectral database identifies any unknown cell population as belonging or not to the cell populations present in the spectral base.
Cette banque de données peut donc, en outre, être utilisée pour caractériser différents types de cellules eucaryotes au cours de leur isolement à partir de tissus normaux ou pathologiques contenant plusieurs populations cellulaires. This database can therefore, in addition, be used to characterize different types of eukaryotic cells during their isolation from normal or pathological tissues containing several cell populations.
Dans un mode préféré de réalisation, à l'étape 2/ on réalise la séparation des différents types de cellules entières contenues dans ledit extrait de cellules entières, pour obtenir au moins un extrait purifié contenant au moins 95% d'un type de cellules entières. Les méthodes physiques de séparation de différents types cellulaires de cellules circulantes sont bien connues de l'homme de l'art. Elles reposent essentiellement sur l'observation des différences de densité des cellules circulantes. C'est ainsi que les hématies et les polynucléaires neutrophiles ont une densité supérieure à 1,077 et que les monocytes et les lymphocytes ont une densité inférieure à 1,077. Lorsqu'on dépose les cellules circulantes sur une barrière de densité égale à 1,077 et que l'on centrifuge les cellules, celles-ci se positionnent selon leur densité : les hématies et les polynucléaires neutrophiles se situent sous le liquide (solution de Ficoll) de densité 1,077 et les cellules mononucléées, monocytes et lymphocytes, se situent à la surface de cette solution de Ficoll. Il suffit donc de prélever les hématies et les polynucléaires, d'une part, et les cellules mononucléées, d'autre part. In a preferred embodiment, in step 2, the different types of whole cells contained in said whole cell extract are separated to obtain at least one purified extract containing at least 95% of a type of whole cells. . Physical methods of separating different cell types of circulating cells are well known to those skilled in the art. They are essentially based on the observation of the differences in density of the circulating cells. Thus, red blood cells and neutrophils have a density greater than 1.077 and monocytes and lymphocytes have a density of less than 1.077. When the circulating cells are deposited on a barrier of density equal to 1.077 and the cells are centrifuged, the cells are positioned according to their density: the red blood cells and the neutrophils are located under the liquid (Ficoll solution). density 1.077 and the mononuclear cells, monocytes and lymphocytes, lie on the surface of this Ficoll solution. It is therefore sufficient to collect red blood cells and polynuclear cells, on the one hand, and mononuclear cells, on the other hand.
D'autres propriétés "physiques" ont permis d'extraire les polynucléaires neutrophiles du mélange hématies + polynucléaires neutrophiles. Une première méthode d'extraction consiste à effectuer un choc osmotique auquel les hématies sont particulièrement sensibles puisqu'elles sont lysées après 30 s de contact avec de l'eau. On récupère ainsi les polynucléaires neutrophiles dont les propriétés peuvent être cependant plus ou moins altérées. La seconde méthode d'extraction consiste à incuber le mélange hématies + polynucléaires neutrophiles avec du dextran T-500 à une concentration finale de 1,5%, ce qui provoque l'agglutination des hématies. Ces hématies agglutinées sédimentent bien plus rapidement que les polynucléaires neutrophiles et, après environ 30 min, on peut récupérer le surnageant fortement enrichi en polynucléaires neutrophiles. Other "physical" properties made it possible to extract neutrophils from the mixture of red blood cells + polynuclear neutrophils. A first method of extraction is to perform a osmotic shock to which red blood cells are particularly sensitive since they are lysed after 30 s of contact with water. Neutrophil polynuclear cells are thus recovered, the properties of which can, however, be more or less altered. The second method of extraction is to incubate the red blood cell + neutrophil mixture with dextran T-500 at a final concentration of 1.5%, which causes the agglutination of red blood cells. These agglutinated red cells sediment much faster than neutrophils and, after about 30 min, can be recovered supernatant highly enriched neutrophils.
Enfin, les propriétés adhésives des monocytes sont mises à profit pour séparer monocytes et lymphocytes. C'est ainsi que, incubés dans un milieu contenant 10% de sérum de veau fœtal, les monocytes adhèrent au plastique des boîtes de culture en 30 à 60 min, mais pas les lymphocytes. On peut ainsi récupérer dans le surnageant de culture les lymphocytes et les cellules adhérentes sont considérées comme des monocytes. Finally, the adhesive properties of monocytes are used to separate monocytes and lymphocytes. Thus, incubated in medium containing 10% fetal calf serum, the monocytes adhere to the plastic culture dishes in 30 to 60 min, but not the lymphocytes. The lymphocytes can be recovered in the culture supernatant and the adherent cells are considered to be monocytes.
D'autres méthodes préparatoires des cellules circulantes par sélection positive ou négative sont connues, telle qu'une méthode d'isolement d'un type cellulaire de plus en plus répandue, consistant à coupler à des billes magnétiques des anticorps spécifiques d'un type cellulaire et à placer ces billes magnétiques dans une colonne adossée à un aimant. Lorsque le mélange cellulaire est déposé sur la colonne, seules les cellules reconnues par l'anticorps présent à la surface des billes magnétiques sont retenues, les autres sont recueillies (sélection "négative" des cellules qui n'expriment pas le caractère phénotypique sélectionné). On peut ensuite éloigner l'aimant de la colonne, ce qui a pour effet de décrocher les cellules de cette colonne et on peut ainsi les récupérer (sélection "positive" des cellules qui expriment le caractère phénotypique sélectionné). On peut ainsi purifier les monocytes en utilisant des anticorps anti-CD14 ou les lymphocytes T avec des anticorps anti-CD3. On connaît également des méthodes de préparation de types cellulaires constituant un tissu autre que le tissu sanguin, tel que, par exemple, le placenta. Other preparatory methods for circulating cells by positive or negative selection are known, such as an increasingly popular method of isolating an increasingly common cell type, by coupling magnetic-specific antibodies to magnetic beads. and placing these magnetic beads in a column backed by a magnet. When the cell mixture is deposited on the column, only the cells recognized by the antibody present on the surface of the magnetic beads are retained, the others are collected ("negative" selection of cells that do not express the selected phenotypic character). The magnet can then be moved away from the column, which has the effect of unhooking the cells of this column and can thus be recovered ("positive" selection of the cells which express the selected phenotypic character). Monocytes can thus be purified using anti-CD14 antibodies or T cells with anti-CD3 antibodies. Methods for the preparation of cell types constituting a tissue other than blood tissue, such as, for example, the placenta, are also known.
Les méthodes pour isoler les différents types de cellules présents dans un tissu, comportent les étapes suivantes : The methods for isolating the different types of cells present in a tissue comprise the following steps:
- une étape de lavage et de découpage du tissu en petits fragments, a step of washing and cutting the fabric into small fragments,
- une étape de digestion enzymatique pour dissocier les cellules les unes des autres, - une ou des étapes de séparation des divers types cellulaires par méthode physique mettant à profit leurs propriétés physiques (différence de densité) ou par "méthode biologique" par sélection positive ou négative d'une population donnée. Les méthodes biologiques nécessitent l'utilisation d'anticorps dont la spécificité est connue (cytométrie en flux, colonnes d'affinité), an enzymatic digestion step for dissociating the cells from each other, one or more stages of separation of the various cell types by physical method making use of their physical properties (difference in density) or by "biological method" by positive selection or negative of a given population. Biological methods require the use of antibodies whose specificity is known (flow cytometry, affinity columns),
- des méthodes de suivi de ces étapes de séparation afin de s'assurer de la qualité de la purification des différents types cellulaires. methods for monitoring these separation steps in order to ensure the quality of the purification of the different cell types.
Avantageusement, un spectre d'un type donné de cellules est réalisé à partir d'un extrait cellulaire présentant une concentration cellulaire d'au moins 105 cellules/1 μΙ dudit type de cellules. Advantageously, a spectrum of a given type of cell is made from a cell extract having a cell concentration of at least 10 5 cells / 1 μl of said cell type.
Ce seuil de 105 cel lu les/μΙ doit être respecté pour réaliser les spectres de référence à l'étape 1/, ainsi que les spectres de l'échantillon à analyser à l'étape 3/. This threshold of 10 5 cel lu les / μΙ must be respected to achieve the reference spectra in step 1 /, as well as the spectra of the sample to be analyzed in step 3 /.
Plus particulièrement, aux étapes 1/ et 3/, on ne prend en compte lesdits spectres d'échantillons de référence et spectres d'échantillons à analyser que si lesdits spectres présentent un score de qualité supérieure à 2, ledit score de qualité étant constitué de l'addition des deux notes ni et n2 ayant chacune une valeur de 0 à 6 avec : - ni est la note attribuée en fonction du nombre de pics caractéristiques dudit spectre n, tel que spécifié plus précisément dans l'exemple 2 ci-après, et More particularly, in steps 1 / and 3 /, said spectra of reference samples and spectra of samples to be analyzed are taken into account only if said spectra have a quality score greater than 2, said quality score consisting of the addition of the two notes ni and n2 each having a value of 0 to 6 with: ni is the score given according to the number of characteristic peaks of said spectrum n, as specified more specifically in example 2 below, and
- n2 est la note attribué en fonction de la valeur du rapport signal/bruit (Rmax) du pic de plus grande intensité dudit spectre, tel que spécifié plus précisément dans l'exemple 2 ci-après. n2 is the score given according to the value of the signal-to-noise ratio (Rmax) of the peak of greater intensity of said spectrum, as specified more precisely in example 2 below.
Plus particulièrement encore, les pics desdits spectres sont définis par une paire de coordonnées composées d'une abscisse constituée du rapport masse/charge (m/z) de 2000 à 15000 Da, plus particulièrement de 3 000 à 7 000 Da, la coordonnée en ordonnée étant une intensité relative ou en unité arbitraire, et on retient de préférence dans le spectre au moins les 70 pics de plus grandes intensités. More particularly, the peaks of said spectra are defined by a pair of coordinates composed of an abscissa consisting of the mass / charge ratio (m / z) of 2000 to 15000 Da, more particularly 3000 to 7000 Da, the coordinate in ordinate being a relative intensity or in arbitrary units, and the peaks of greater intensities are preferably retained in the spectrum.
On entend ici par "intensité relative", une intensité exprimée en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité ou autrement exprimée par le rapport de (intensité du pic/ intensité du bruit de fond). By "relative intensity" is meant here an intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity or otherwise expressed by the ratio of (intensity of the peak / intensity of the background noise).
Plus on intègre un nombre important de pics et plus la banque de données des spectres de référence sera fiable. Les inventeurs ont déterminé qu'en dessous de 50 pics, il n'est pas garanti de pouvoir différencier de manière fiable tous les types cellulaires mammifères. Plus particulièrement encore, on cherche à identifier un type donné de cellules et on réalise desdits spectres de référence pour au moins un type donné de cellules choisi parmi les 22 types de cellules eucaryotes suivants : a/ cellules de mammifères : - monocytes humains The more important numbers of peaks are integrated, the more reliable the database of reference spectra will be. The inventors have determined that below 50 peaks, there is no guarantee of being able to reliably differentiate all mammalian cell types. More particularly, it is sought to identify a given type of cell and said reference spectra are made for at least one given type of cell selected from the following 22 types of eukaryotic cells: a / mammalian cells: - human monocytes
- lymphocytes T humains - human T lymphocytes
- polynucléaires neutrophiles humains - neutrophilic neutrophils
- hématies humaines - macrophages humains différenciés de monocytes - human red blood cells - human macrophages differentiated from monocytes
- macrophages murins différenciés de moelle osseuse - murine macrophages differentiated from bone marrow
- lignée de cellule humaine myélomonocytaire THP-1 - myelomonocytic human cell line THP-1
- lignée de cellule murine macrophage immature J774 - lignée de cellule canine macrophage DH82 - J774 immature macrophage murine cell line - DH82 macrophage canine cell line
- cellules dendritiques différenciées de monocytes - differentiated dendritic cells of monocytes
- lignée de cellule humaine C8166 de lymphocytes exprimant- C8166 human cell line of expressing lymphocytes
CCR5 CCR5
- lignée de cellule murine de type fibroblastique L929 - lignée de cellule humaine de type épithélial HeLA - fibroblastic murine cell line L929 - HeLA epithelial human cell line
- lignée de cellule humaine de type épithélial 293T epithelial type human cell line 293T
- lignée de cellule humaine de type trophoblastique JEG - human cell line of trophoblastic type JEG
- lignée de cellule humaine de type trophoblastique BeWo BeWo trophoblastic type human cell line
- cellules placentaires de trophoblastes humains b/ cellules eucaryotes non mammifères : placental cells of human trophoblasts b / non-mammalian eukaryotic cells:
- lignée de cellule XTC-2 de Xenopus laevis - XTC-2 cell line of Xenopus laevis
- cellules d'amibe Acanthamoeba polyphaga - amoebae cells Acanthamoeba polyphaga
- cellules d'amibe Acanthamoeba caste/an// - Acanthamoeba amoebae cells caste / year //
- cellules d'amibe Hartmanella vermiformis - cellules d'amibe Poteriochromonas melhamensis. - amoebae cells Hartmanella vermiformis - amoebae cells Poteriochromonas melhamensis.
Les lignées de cellules ci-dessus mentionnées sont des lignées cellulaires immortalisées, c'est-à-dire qu'elles ont acquis la propriété de se multiplier un grand nombre de fois sur de très nombreuses générations (certaines lignées cellulaires existent depuis plus de cinquante ans en étant cultivées deux fois par semaine) alors que les cellules dites primaires ne peuvent se multiplier qu'un nombre limité de fois : au-delà d'une certaine limite de quelques dizaines de fois, ces cellules primaires ne peuvent plus se diviser et meurent. The above-mentioned cell lines are immortalized cell lines, i.e. they have acquired the property of to multiply a large number of times over very many generations (some cell lines have been in existence for more than fifty years by being cultivated twice a week) whereas the so-called primary cells can only multiply a limited number of times: Beyond a certain limit of a few dozen times, these primary cells can no longer divide and die.
Plus particulièrement encore, les spectres de référence des 22 types de cellules eucaryotes comprennent les 70 pics de plus grande intensité mentionnés dans les tableaux 1 à 22 suivants, dans lesquels les différents pics caractéristiques sont caractérisés par leurs coordonnées en abscisse m(Da)/z et leurs coordonnées en ordonnée d'intensité relative exprimées en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité (%). Even more particularly, the reference spectra of the 22 types of eukaryotic cells comprise the 70 peaks of greater intensity mentioned in the following Tables 1 to 22, in which the different characteristic peaks are characterized by their coordinates on the abscissa m (Da) / z and their ordinates of relative intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity (%).
Dans les tableaux 1 à 29 ci-après : - les valeurs mentionnées sont des valeurs moyennes d'intensité relative et de masse moléculaire, In Tables 1 to 29 below: the values mentioned are mean values of relative intensity and molecular weight,
- les valeurs d'intensité relative sont mentionnées dans les colonnes situées juste à droite des colonnes correspondantes de masse moléculaire m/z, - les valeurs des masses moléculaires m/z peuvent varier jusqu'àthe relative intensity values are mentioned in the columns situated just to the right of the corresponding columns of molecular mass m / z; the values of the molecular masses m / z can vary up to
± 1 Da de la valeur moyenne mentionnée dans les tableaux, et ± 1 Da of the average value mentioned in the tables, and
- les valeurs d'intensité relative peuvent varier jusqu'à ±20%, plus généralement ±5%, de la valeur moyenne d'intensité relative mentionnée dans les tableaux, et - . Dans les tableaux 1 à 29 et dans les figures, on fait état de la valeur m/z, z représentant la charge électrique de l'espèce ionisée. Mais, en pratique, m/z peut être assimilé à la masse moléculaire m, avec z=l, car la quantité de protéines qui s'ionisent 2 fois (z= + 2), voire 3 fois (z= + 3), est négligeable, compte-tenu de la limite de sensibilité des techniques de mesures. the relative intensity values may vary up to ± 20%, more generally ± 5%, of the average value of relative intensity mentioned in the tables, and -. In Tables 1 to 29 and in the figures, the value m / z is reported, where z represents the electric charge of the ionized species. But, in practice, m / z can be likened to the molecular mass m, with z = 1, since the quantity of proteins that ionize twice (z = + 2), or even 3 times (z = + 3), is negligible, given the sensitivity limit of the measurement techniques.
Les valeurs rapportées dans les tableaux 1 à 29 ont été obtenus par une analyse de cellules entières dans une solution de matrice d'acide a-cyano-4-hydroxycinnamique. Plus précisément, les cellules étaient reprises dans un tampon de lavage PBS pour être ensuite mélangées, volume à volume, avec une solution de matrice d'acide a- cyano-4-hydroxycinnamique, lors de ladite analyse par spectrométrie de masse et pas avant. The values reported in Tables 1 to 29 were obtained by whole cell analysis in an α-cyano-4-hydroxycinnamic acid matrix solution. Specifically, the cells were taken up in PBS wash buffer and then mixed, volume-to-volume, with a solution of α-cyano-4-hydroxycinnamic acid matrix, in said mass spectrometric analysis and not before.
Tableau 1 : Analyse du spectre des monocytes humains circulants Table 1: Spectrum Analysis of Circulating Human Monocytes
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Tableau 2 : Analyse du spectre des lymphocytes T humains circulants  Table 2: Analysis of the spectrum of circulating human T lymphocytes
intensité m/z (Da) intensité m/z (Da) intensité m/z (Da) (%) (%) (%) intensity m / z (Da) intensity m / z (Da) intensity m / z (Da) (%) (%) (%)
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Tableau 3 : Analyse du spectre des polynucléa ires neutrophiles humains  Table 3: Spectrum Analysis of Human Neutrophil Polynucleotides
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Tableau 4 : Analyse du spectre des hématies humaines  Table 4: Spectrum analysis of human red blood cells
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Tableau 5: Analyse du spectre des macrophages humains dérivés des monocytes  Table 5: Analysis of the spectrum of human macrophages derived from monocytes
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Tableau 6 : Analyse du spectre des cellules dendritiques différenciées de monocytes humains  Table 6: Dendritic cell spectrum analysis differentiated from human monocytes
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Tableau 7 : Analyse du spectre des macrophages murins dérivés de moelle osseuse
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Table 7: Spectrum Analysis of Murine Macrophages Derived from Bone Marrow
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Tableau 8 : Analyse du spectre des cellules THPl Table 8: Spectrum Analysis of THPl Cells
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Tableau 9 : Analyse du spectre des cellules J774
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Table 9: Spectrum Analysis of J774 Cells
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Tableau 10 : Analyse du spectre des cellules DH82
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Table 10: Spectrum Analysis of DH82 Cells
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Tableau 11 : Analyse du spectre des lymphocytes T humains Table 11: Human T-cell Spectrum Analysis
C8166 C8166
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Tableau 12 : Analyse du spectre des cellules L929 Table 12: Spectrum analysis of L929 cells
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Tableau 13 : Analyse du spectre des cellules HeLa
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Table 13: HeLa Cell Spectrum Analysis
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Tableau 14 : Analyse du spectre des cellules 293T
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Table 14: 293T Cell Spectrum Analysis
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Tableau 15 : Analyse du spectre des cellules BeWo
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Table 15: Spectrum Analysis of BeWo Cells
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Tableau 16 : Analyse du spectre des cellules JEG  Table 16: JEG Cell Spectrum Analysis
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Tableau 17 : Analyse du spectre des trophoblastes placentaires
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Table 17: Plasma Trophoblast Spectrum Analysis
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Tableau 18 : Analyse du spectre des cellules XTC-2
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4738 2,58 6526 1,13
Table 18: Spectrum Analysis of XTC-2 Cells
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4738 2.58 6526 1.13
4756 0,92 6557 0,70  4756 0.92 6557 0.70
Tableau 19 : Analyse du spectre de cellules d' Acanthamoeba polyphaga  Table 19: Cell spectrum analysis of Acanthamoeba polyphaga
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Tableau 20 : Analyse du spectre de cellules d' Acanthamoeba castellanii  Table 20: Cell Spectrum Analysis of Acanthamoeba castellanii
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Tableau 21 : Analyse du spectre de cellules & Hartmannella vermiformis  Table 21: Cell Spectrum Analysis & Hartmannella vermiformis
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Tableau 22 : Analyse du spectre de cellules Poteriochromonas melhamensis  Table 22: Cell Spectrum Analysis Poteriochromonas melhamensis
intensité m/z (Da) intensité m/z (Da) intensité m/z (Da) (%) (%) (%) intensity m / z (Da) intensity m / z (Da) intensity m / z (Da) (%) (%) (%)
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Dans un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on cherche à identifier un type donné de cellules de mammifères, de préférence humaines, choisi parmi les principaux types de cellules immunes circulantes consistant dans les monocytes, les lymphocytes T, les cellules polynucléaires neutrophiles et les hématies.  In another embodiment of the method according to the invention, it is sought to identify a given type of mammalian cells, preferably human, chosen from the main types of circulating immune cells consisting of monocytes, T lymphocytes and polynuclear cells. neutrophils and red blood cells.
Dans un autre mode de réalisation, on cherche également à identifier les lymphocytes B, les cellules dendritiques et les cellules dites "natural killer". In another embodiment, it is also sought to identify B lymphocytes, dendritic cells and so-called "natural killer" cells.
Selon d'autres caractéristiques particulières du procédé de l'invention : According to other particular characteristics of the process of the invention:
- à l'étape 5/, on cherche à identifier un état d'activation donné par un facteur d'activation donné d'un type donné de cellules de mammifères, et - à l'étape 4/, on réalise l'une des deux étapes 4a/ et 4b/ suivantes, dans lesquelles : in step 5 /, it is sought to identify a given activation state by a given activation factor of a given type of mammalian cells, and in step 4 /, one of the two steps 4a / and 4b / following is carried out, in which:
- à l'étape 4a/, on établit une comparaison avec un spectre de référence dudit type donné de cellules de mammifères dans un dit état d'activation donné par un dit facteur d'activation donné, ou in step 4a /, a comparison is made with a reference spectrum of said given type of mammalian cells in a said activation state given by a said given activation factor, or
- à l'étape 4b/, ladite banque de données de spectres de référence comprend des spectres réalisés à partir d'extraits purifiés de différents types donnés de cellules de mammifères dans différents états donnés d'activation par différents facteurs d'activation donnés. Plus particulièrement encore, à l'étape 5b/, on identifie un état d'activation d'un type de cellules donné, en caractérisant sa proximité par rapport à différents états d'activation, par différents facteurs d'activation, d'un type donné de cellules de mammifères, par caractérisation de la proximité du spectre obtenu à l'étape 3/ par rapport à différents spectres de référence correspondant, respectivement, aux différents états d'activation, par différents facteurs d'activation, dudit type donné de cellules, par détermination du nombre de pics en commun entre le spectre obtenu et celui d'au moins un dit spectre de référence. L'identification d'un type cellulaire donné d'un échantillon testé par analyse de la proximité du spectre de masse obtenu par rapport aux spectres de référence dans une dite représentation de type clustering, dendogramme ou 2D, est plus particulièrement utile pour caractériser un type de cellules eucaryotes donné dans un état d'activation donné par un facteur d'activation donné par rapport à différents états d'activation de référence par différents facteurs d'activation. in step 4b /, said reference spectra database comprises spectra made from purified extracts of different given types of mammalian cells in different given activation states by different given activation factors. More particularly, in step 5b /, an activation state of a given cell type is identified by characterizing its proximity with respect to different activation states by different activation factors of one type. given mammalian cells, by characterizing the proximity of the spectrum obtained in step 3 / with respect to different reference spectra respectively corresponding to the different activation states, by different activation factors, of said given type of cells. by determining the number of peaks in common between the spectrum obtained and that of at least one said reference spectrum. The identification of a given cell type of a sample tested by analysis of the proximity of the mass spectrum obtained with respect to the reference spectra in a said clustering, dendogram or 2D type representation, is more particularly useful for characterizing a type of eukaryotic cells given in a given activation state by a given activation factor relative to different reference activation states by different activation factors.
Plus particulièrement encore, les différents états d'activation donnés par différents facteurs d'activation donnés de types donnés de cellules de mammifères sont des états d'activation de macrophages ou cellules humaines circulantes, telles que des monocytes ou lymphocytes, activés par une cytokine choisie parmi IFN--, TGF--1, TNF, IL-4, IL-10 ou par un ligand bactérien tel qu'un lipopolysaccharide (LPS) ou peptidoglycane (PGN). More particularly, the different activation states given by different activation factors of given types of mammalian cells are activation states of macrophages or circulating human cells, such as monocytes or lymphocytes, activated by a selected cytokine. among IFN--, TGF-1, TNF, IL-4, IL-10 or with a bacterial ligand such as lipopolysaccharide (LPS) or peptidoglycan (PGN).
Plus particulièrement encore, on cherche à identifier un état d'activation donné d'un macrophage humain par rapport à des états d'activation résultant de traitements pendant 18 heures avec des cytokines choisies parmi IFN--, IL-4, TNF, IL-10, TGF--1, du LPS et du PGN, par comparaison avec les spectres de référence comprenant les pics caractéristiques mentionnés dans les tableaux 23 à 29 suivants, dans lesquels les différents pics caractéristiques sont caractérisés par leurs coordonnées en abscisse m/z (Da) et leurs coordonnées en ordonnées d'intensité relative exprimées en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité (%). More particularly, it is sought to identify a given activation state of a human macrophage with respect to activation states resulting from treatments for 18 hours with cytokines selected from IFN--, IL-4, TNF, IL- 10, TGF-1, LPS and PGN, by comparison with the reference spectra comprising the characteristic peaks mentioned in the following Tables 23 to 29, in which the different characteristic peaks are characterized by their coordinates on the abscissa m / z ( Da) and their ordinates of relative intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity (%).
Tableau 23 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 20 ng/ml d'IFN- Table 23: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 20 ng / ml of IFN-
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Tableau 24 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heu res avec 10 ng/ml d'IL-4
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Table 24: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml IL-4
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Tableau 25 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heu res avec 10 ng/ml de TN F  Table 25 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml TNF
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Tableau 26 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 10 ng/ml d'IL-10  Table 26: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of IL-10
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Tableau 27 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 10 ng/ml de TGF--1  Table 27: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of TGF-1
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Tableau 28 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 1 -g/ml de LPS  Table 28 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 1 μg / ml of LPS
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Tableau 29 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 10 ng/ml PGN  Table 29: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml PGN
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Le procédé d'identification selon l'invention permet, à l'étape 5/, d'assurer le suivi d'une activation donnée par un facteur d'activation donné d'un type donné de cellules de mammifères, par comparaison de son spectre de masse avec des spectres de référence de différents états d'activation par au moins un dit facteur d'activation dudit type donné de cellules eucaryotes.  The identification method according to the invention makes it possible, in step 5 /, to monitor a given activation by a given activation factor of a given type of mammalian cells, by comparing its spectrum. mass with reference spectra of different activation states by at least one said activation factor of said given type of eukaryotic cells.
Dans un mode de réalisation particulier et avantageux du procédé selon l'invention, à l'étape 5/, on cherche à identifier un type donné de cellules consistant dans des cellules trophoblastes de tissu placentaire humain, de préférence des cellules humaines. Plus particulièrement encore, à l'étape 5/, on contrôle la purification ou on assure le suivi de l'avancement de la purification d'une population d'un type donné de cellules de mammifères en comparant le spectre obtenu à partir d'un extrait de type de cellules obtenu en cours de procédé de purification, avec un dit spectre de référence dudit type donné de cellules eucaryotes. In a particular and advantageous embodiment of the method according to the invention, in step 5 /, it is sought to identify a given type of cells consisting of trophoblast cells of human placental tissue, preferably human cells. More particularly still, in step 5 /, the purification is monitored or the progress of the purification of a population of a given type of mammalian cells is monitored by comparing the spectrum obtained from a cell type extract obtained during the purification process, with a said reference spectrum of said given type of eukaryotic cells.
Avantageusement encore, dans le procédé selon l'invention, lesdites cellules entières que l'on analyse pour en établir le spectre de masse, étaient congelées et ont été décongelées avant d'en établir ledit spectre de masse. Advantageously, in the process according to the invention, said whole cells, which are analyzed to establish the mass spectrum, were frozen and thawed before establishing said mass spectrum.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière des exemples qui vont suivre, faits en référence aux figures 1 à 7, dans lesquels : Other features and advantages of the present invention will emerge in the light of the examples which follow, with reference to FIGS. 1 to 7, in which:
- la figure 1 illustre la reproductibilité des spectres de différents échantillons de différents types cellulaires obtenus en spectrométrie de masse MALDI-TOF, selon une représentation bidimensionnelle, dite 2D, (A = lymphocytes T, B = monocytes et C = polynucléaires neutrophiles). Sur la figure 1, la position de chaque point correspond à une intensité relative, en pourcentage du pic de plus grande intensité, de deux pics du spectre obtenu par analyse d'un même échantillon, à savoir ici le pic n°2 à 2 320 Da (m/z= 2 320) en abscisses et le pic n°30 à 8 568 Da en ordonnées, lesquels sont des pics caractéristiques que l'on retrouve dans les trois types de spectres de chacun des types cellulaires respectifs concernés; - la figure 2 représente un graphique 1 de classification hiérarchique (dite "clustering") d'analyse de proximité des spectres des cellules suivantes : A = lymphocytes T, B = monocytes, C = polynucléaires neutrophiles (PMNs) et D = hématies (RBCs). Une partie haute 2 correspond à une représentation dite en dendogramme du classement hiérarchique du graphique 1 des quatre types cellulaires visualisant la distance (inversement proportionnelle au taux de proximité) entre les différents types cellulaires. La partie 3 correspond aux masses moléculaires des pics présents dans l'un au moins des spectres; FIG. 1 illustrates the reproducibility of the spectra of different samples of different cell types obtained in MALDI-TOF mass spectrometry, according to a two-dimensional representation, called 2D, (A = T lymphocytes, B = monocytes and C = neutrophilic neutrophils). In FIG. 1, the position of each point corresponds to a relative intensity, as a percentage of the peak of greater intensity, of two peaks of the spectrum obtained by analysis of the same sample, namely here peak 2 to 2 320 Da (m / z = 2320) on the abscissa and peak 30 on 8 568 Da on the ordinates, which are characteristic peaks found in the three types of spectra of each of the respective cell types concerned; FIG. 2 represents a graph 1 of hierarchical classification (called "clustering") of proximity analysis of the spectra of the following cells: A = T lymphocytes, B = monocytes, C = neutrophils (PMNs) and D = red blood cells (RBCs) ). An upper part 2 corresponds to a so-called dendogram representation of the hierarchical ranking of graph 1 of the four cell types visualizing the distance (inversely proportional to the proximity) between the different cell types. Part 3 corresponds to the molecular weights of the peaks present in at least one of the spectra;
- la figure 3 est une représentation en dendogramme de la proximité des spectres de 22 types cellulaires résultant d'une analyse par classification hiérarchique, les valeurs d de 0 à 1 000 sur l'axe sont les niveaux de "distance" entre les types cellulaires concernés. Les distances (d) entre deux types cellulaires sont d'autant plus petites qu'ils sont proches, c'est-à-dire qu'ils ont d'autant plus de pics caractéristiques communs partagés dans leurs spectres (et vice et versa); FIG. 3 is a dendogram representation of the proximity of the cell type spectra resulting from a hierarchical classification analysis; the d values from 0 to 1000 on the axis are the "distance" levels between the cell types. concerned. The distances (d) between two cell types are all the smaller as they are close, that is to say they have all the more common characteristic peaks shared in their spectra (and vice versa) ;
- la figure 4 représente, en A, le spectre de monocytes de référence de la base de données et, en B, le spectre d'une nouvelle population cellulaire à comparer avec un spectre de référence A de la base de données. Sur la figure 4, les intensités sont exprimées en rapport de l'intensité du pic/intensité du pic de plus grande intensité. Une identité entre deux spectres est déterminée en fonction de la valeur d'un score, appelé score d'identification, tel que calculé par le logiciel Biotyper 2.0, fourni par le fabricant du spectromètre de masse MALDI- TOF, la société Bruker Daltonics. Dans le cas présent, le score d'identification de 2,65 indique que la population testée est, de façon certaine, constituée de monocytes; FIG. 4 represents, at A, the reference monocyte spectrum of the database and, at B, the spectrum of a new cell population to be compared with a reference spectrum A of the database. In FIG. 4, the intensities are expressed as a ratio of the intensity of the peak / intensity of the peak of greater intensity. An identity between two spectra is determined according to the value of a score, called an identification score, as calculated by the Biotyper 2.0 software, provided by the manufacturer of the MALDI-TOF mass spectrometer, Bruker Daltonics. In the present case, the identification score of 2.65 indicates that the population tested is, presumably, monocytes;
- la figure 5 représente une partie des spectres dans la région 2-7 kDa de macrophages dérivés de monocytes incubés pendant 18 heures en présence d'IFN- , d'IL-4 et en l'absence d'activation ("NS" = macrophages non stimulés, "IFN--" = macrophages stimulés par "IFN--" et "IL-4" = macrophages stimulés par IL-4), l'intensité des pics étant exprimée en unité arbitraire (ua). La représentation des spectres sur la figure 5 est obtenue par le logiciel Flexcontrol qui est le logiciel de gestion du spectromètre de masse MALDI-TOF fourni par le fabricant Bruker Daltonics; - les figures 5A, 5B et 5C sont une comparaison des spectres obtenus de macrophages traités par IFN-- ("IFN--") ou macrophages traités par IL4 ("IL-4") ou macrophages non activés ou encore dits quiescents ("NS"). Sur la figure 5A, on a représenté la reproductibilité des spectres de quatre échantillons de chacun des trois différents types d'activation de macrophages selon une représentation bidimensionnelle, dite en 2D, comme sur la figure 1, en rapportant les intensités relatives, en pourcentage du pic de plus grande intensité, des pics communs caractéristiques n°13 à 4 939 Da en abscisses et n°14 à 4 965 Da en ordonnées, pour chacun des différents types d'activation de macrophages. Sur la figure 5B, on a effectué une classification hiérarchique de proximité des spectres des différents échantillons des différents types d'activation de macrophages, sous forme de graphique 1 faisant apparaître les pics caractéristiques présents dans le spectre du type cellulaire concerné dans les zones hachurées, ledit graphique étant surmonté d'une représentation sous forme de dendogramme 2 visualisant la distance (inversement proportionnelle au taux de proximité) entre les différents types cellulaires, comme sur la figure 2. Au regard du graphique 1, la partie 3 correspond aux masses moléculaires des pics présents dans l'un au moins des spectres. Sur la figure 5C, on a représenté en dendogramme la proximité des spectres de macrophages traités par l'IFN- - et l'IL-4 à 9 heures, 18 heures, 36 heures et 48 heures. Sur les figures 5, 5A et 5B, les échantillons de macrophages étaient activités pendant 18 heures; - les figures 6A, 6B et 6C sont des comparaisons des macrophages stimulés par, respectivement, IFN--, IL- 10, TGF--1, TNF, IL-4 et des macrophages non stimulés (NS). Les spectres obtenus sont comparés en utilisant différents logiciels pour obtenir une représentation bidimensionnelle, dite en 2D, sur la figure 6A pour vérifier la reproductibilité des spectres, comme sur la figure 1, puis en classification hiérarchique 1 et dendogramme 2 sur la figure 6B et sous forme uniquement de dendogramme sur la figure 6C Sur la figure 6A, les deux pics communs caractéristiques à l'ensemble des spectres de l'ensemble des types d'activation de macrophages testés étaient le pic n°17 à 4939 Da en abscisses et pic n°10 à 4 209 Da en ordonnées. Sur la figure 6C, les macrophages sont incubés pendant 18 heures ou 36 heures en présence des différentes cytokines. Sur les figures 6A et 6B, les macrophages étaient incubés par les cytokines en cause durant 18 heures; - Figure 5 shows a portion of the spectra in the 2-7 kDa region of monocyte derived macrophages incubated for 18 hours in the presence of IFN ■, IL-4 and in the absence of activation ( "NS" = Unstimulated macrophages, "IFN--" = "IFN -" and "IL-4" stimulated macrophages = IL-4 stimulated macrophages), the peak intensity being expressed in arbitrary units (ua). The representation of the spectra in FIG. 5 is obtained by the Flexcontrol software which is the management software of the MALDI-TOF mass spectrometer supplied by the manufacturer Bruker Daltonics; FIGS. 5A, 5B and 5C are a comparison of the spectra obtained from macrophages treated with IFN-- ("IFN--") or macrophages treated with IL4 ("IL-4") or macrophages which are not activated or are said to be quiescent (" NS "). FIG. 5A shows the reproducibility of the spectra of four samples of each of the three different types of macrophage activation in a two-dimensional 2D representation, as in FIG. 1, by relating the relative intensities as a percentage of the Peak of greater intensity, characteristic common peaks Nos. 13 to 4939 Da on the abscissa and 14 to 4965 Da on the ordinate, for each of the different types of macrophage activation. In FIG. 5B, a hierarchical proximity classification of the spectra of the different samples of the different types of macrophage activation, in graph 1, showing the characteristic peaks present in the spectrum of the cellular type concerned in the hatched areas, was carried out. said graph being surmounted by a representation in the form of a dendogram 2 visualizing the distance (inversely proportional to the proximity ratio) between the different cell types, as in FIG. 2. With regard to graph 1, part 3 corresponds to the molecular weights of peaks present in at least one of the spectra. In FIG. 5C, the dendogram shows the proximity of the macrophage spectra treated with IFN- and IL-4 at 9 hours, 18 hours, 36 hours and 48 hours. In Figures 5, 5A and 5B, the macrophage samples were run for 18 hours; Figures 6A, 6B and 6C are comparisons of IFN-stimulated macrophages, IL-10, TGF-1, TNF, IL-4 and unstimulated macrophages (NS), respectively. The spectra obtained are compared using different software to obtain a two-dimensional representation, called in 2D, in FIG. 6A to check the reproducibility of the spectra, as in FIG. 1, then in hierarchical classification 1 and dendogram 2 in FIG. 6B and in FIG. Figure 6A shows the two common peaks characteristic of all of the spectra of FIG. all types of macrophage activation tested were peak 17 at 4939 Da on the abscissa and peak 10 at 4 209 Da on the ordinate. In Figure 6C, the macrophages are incubated for 18 hours or 36 hours in the presence of the different cytokines. In Figures 6A and 6B, the macrophages were incubated by the subject cytokines for 18 hours;
- les figures 7A et 7B représentent des comparaisons des macrophages stimulés par le LPS et le PGN, avec les macrophages non stimulés (NS). Les macrophages sont incubés pendant 18 heures en présence de LPS ou PGN. La figure 7A est une représentation dite en 2D et la figure 7B est une représentation en classification hiérarchique sous forme de graphe 1 et de dendogramme 2, les pics étant classés dans un ordre explicité ci-après en référence à la figure 2. Sur la figure 7A, pour vérifier la reproductibilité des spectres des différents types d'activation de macrophages concernés, on a mesuré les intensités des pics communs caractéristiques n°6 à 4 209 Da en abscisses et pic n°9 à 4 748 Da en ordonnées des spectres desdits échantillons testés. Figures 7A and 7B show comparisons of LPS and PGN stimulated macrophages with unstimulated macrophages (NS). The macrophages are incubated for 18 hours in the presence of LPS or PGN. FIG. 7A is a representation called in 2D and FIG. 7B is a hierarchical classification representation in the form of graph 1 and dendogram 2, the peaks being classified in an order explained below with reference to FIG. 7A, to verify the reproducibility of the spectra of the different types of activation of macrophages concerned, the intensities of the characteristic common peaks Nos. 6 to 4,209 Da on the abscissa and peak No. 9 were measured at 4,748 Da on the ordinate of the spectra of the said spectra. samples tested.
Sur les figures 1, 5A, 6A et 7A, les intensités I des pics sont exprimées en intensités relatives, exprimées en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité. In FIGS. 1, 5A, 6A and 7A, the peak intensities are expressed in relative intensities, expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity.
Les inventeurs ont mis en place un protocole expérimental afin d'identifier différents types cellulaires au sein d'échantillons hétérogènes en prenant pour premier exemple les cellules immunes circulantes et pour second exemple les cellules constituant un tissu solide complexe, le placenta. La spectrométrie de masse MALDI-TOF peut ainsi permettre d'étudier la présence de différentes populations au sein des tissus d'organismes supérieurs. The inventors have set up an experimental protocol in order to identify different cell types within heterogeneous samples, for example by taking the circulating immune cells as a first example and for example the cells constituting a complex solid tissue, the placenta. MALDI-TOF mass spectrometry can thus make it possible to study the presence of different populations within the tissues of higher organisms.
Exemple 1 : Analyse en spectrométrie de masse MALDI-TOF des leucocytes circulants 1.1 - Isolement des leucocytes circulants Le sang de volontaires sains (Etablissement Français du Sang, Leukopacks) est dilué dans du NaCI à 0,9% et déposé sur une barrière de densité de Ficoll (MSL, Eurobio), ce qui permet, après centrifugation, d'obtenir d'une part la population cellulaire de densité inférieure à 1,077 c'est-à-dire les cellules mononucléées et d'autre part les cellules de densité supérieure à 1,077 constituées des polynucléaires neutrophiles et des hématies. Les cellules mononucléées constituées pour l'essentiel de monocytes et de lymphocytes T sont récupérées et suspendues dans du RPMI 1640 tamponné avec 20 mM d'Hepes (Invitrogen). Les monocytes et les lymphocytes T sont ensuite isolés par sélection positive en utilisant des billes magnétiques recouvertes d'anticorps dirigés contre les molécules CD14 (monocytes) et CD3 (lymphocytes T) (Miltenyi Biotec). La qualité des préparations de cellules CD14+ ou CD3+ est vérifiée en cytométrie en flux (en général, plus de 98%). Leur viabilité évaluée par exclusion du bleu trypan est supérieure à 95%. Les polynucléaires neutrophiles sont isolés des hématies après une incubation de 30 min dans du Dextran T-500 à 1,5%. EXAMPLE 1 MALDI-TOF Mass Spectrometry Analysis of Circulating Leukocytes 1.1 Isolation of Circulating Leukocytes The blood of healthy volunteers (French Blood Establishment, Leukopacks) is diluted in 0.9% NaCl and deposited on a Ficoll density barrier (MSL, Eurobio), which allows, after centrifugation, to obtain on the one hand, the cell population with a density of less than 1.077, that is to say mononuclear cells, and, on the other hand, cells with a density greater than 1.077, consisting of neutrophils and red blood cells. The mononuclear cells consisting essentially of monocytes and T cells are recovered and suspended in RPMI 1640 buffered with 20 mM Hepes (Invitrogen). Monocytes and T cells are then isolated by positive selection using magnetic beads coated with antibodies directed against the CD14 (monocytes) and CD3 (T cells) (Miltenyi Biotec) molecules. The quality of the CD14 + or CD3 + cell preparations is checked in flow cytometry (in general, more than 98%). Their viability evaluated by exclusion of trypan blue is greater than 95%. The neutrophils are isolated from red blood cells after a 30 min incubation in 1.5% Dextran T-500.
1.2 - Spectrométrie de masse MALDI-TOF sur cellules entières Après comptage des cellules, leur concentration est ajustée à1.2 - MALDI-TOF mass spectrometry on whole cells After counting the cells, their concentration is adjusted to
106/ml en tampon phosphate (PBS). Les tubes Eppendorf contenant 1 ml de cellules sont centrifugés à 300 x g pendant 5 min et le culot cellulaire est repris dans 10 pL de PBS stérile puis congelé à -80°C pendant 48 heures. L'analyse en spectrométrie de masse MALDI-TOF est effectuée en utilisant le spectromètre de masse AutoflexII et le logiciel FlexControl (Bruker Daltonics). Après décongélation douce des échantillons, 1 pL de la suspension cellulaire est déposé sur la cible MALDI sur laquelle 1 pL de la matrice constituée d'acide-a-cyano-4- hydroxy-cynnamique (HCCA) est ajouté. L'évaporation se fait à température ambiante et les molécules de la matrice contiennent celles de l'échantillon sous forme de cristaux. Dans la chambre d'ionisation, ces cristaux sont soumis à un rayonnement de 5 ns du laser réglé à 337 nm et les molécules ionisées libérés sont analysés grâce à leur temps de vol. Le logiciel FlexControl fourni par Bruker Daltonics permet essentiellement l'acquisition des spectres à partir des données brutes. 10 6 / ml in phosphate buffer (PBS). The Eppendorf tubes containing 1 ml of cells are centrifuged at 300 xg for 5 min and the cell pellet is taken up in 10 μl of sterile PBS and then frozen at -80 ° C for 48 hours. MALDI-TOF mass spectrometry analysis is performed using the AutoflexII mass spectrometer and FlexControl software (Bruker Daltonics). After gentle thawing of the samples, 1 μL of the cell suspension is deposited on the MALDI target on which 1 μL of the α-cyano-4-hydroxy-cynnamic acid (HCCA) matrix is added. Evaporation takes place at room temperature and the molecules of the matrix contain those of the sample in the form of crystals. In the ionization chamber, these crystals are subjected to a radiation of 5 ns of the laser adjusted to 337 nm and the ionized molecules released are analyzed thanks to their flight time. The FlexControl software provided by Bruker Daltonics essentially allows the acquisition of spectra from the raw data.
1.2.1 - Analyse du spectre des leucocytes Dans une première série d'expériences, les inventeurs ont analysé le spectre en spectrométrie de masse MALDI-TOF des leucocytes isolés à partir d'un donneur de sang et congelés. On observe un ensemble de pics dont on peut noter la localisation et l'intensité relative alors que, lorsque l'échantillon déposé ne contient pas de cellules, on n'observe aucun pic. 1.2.1 - Analysis of the Leucocyte Spectrum In a first series of experiments, the inventors analyzed the spectrum in MALDI-TOF mass spectrometry of the leucocytes isolated from a blood donor and frozen. There is a set of peaks whose location and relative intensity can be noted whereas, when the deposited sample does not contain cells, no peak is observed.
La position et l'intensité relative des 70 pics les plus importants de chaque essai sont pris en compte pour créer une référence "type cellulaire" par le spectromètre de masse. Ce choix de 70 pics s'explique pour des raisons d'efficacité de la banque de données évolutive que les inventeurs ont mise en place. The position and relative intensity of the 70 most important peaks of each test are taken into account to create a "cell type" reference by the mass spectrometer. This choice of 70 peaks is explained for reasons of efficiency of the evolutionary databank that the inventors have put in place.
Pour différencier le type cellulaire A du type cellulaire B, il suffit en théorie de 2 pics bien choisis. Mais, pour différencier le type cellulaire C du type A (ou B), ces 2 pics ne suffisent pas : il faut donc leur adjoindre 1 troisième pic qui, à son tour, est insuffisant pour différencier C du type cellulaire D etc.. En d'autres termes, on pourrait peut-être se contenter de 50, voire de 30 pics pour différencier les 22 types cellulaires présents dans la base actuelle de données mais ce serait limiter sa puissance de différenciation de nouveaux types cellulaires. Comme chaque spectre contient entre 80 et 100 pics, il a fallu que les inventeurs choisissent entre le nombre maximal de pics représentatifs d'un type cellulaire donné et un nombre trop important pour lequel ils ne disposeraient pas de données : 70 pics leur a paru un nombre raisonnable puisqu'il permet d'acquérir l'ensemble des données quel que soit le type cellulaire étudié et qu'il donne à la base de données sa puissance maximale. La valeur moyenne et l'intensité relative des pics représentifs des monocytes sont données dans le Tableau 1. On observe ainsi un pic majeur à 4960 Da (intensité arbitrairement ajustée à 100%) et de nombreux pics mineurs dont l'intensité relative est calculée en pourcentage de celle du pic de plus grande intensité à 4960 Da. Certains d'entre eux ont une intensité qui représente environ 20% de l'intensité du pic principal alors que d'autres représentent moins de 1% de cette intensité. To differentiate cell type A from cell type B, in theory only two well chosen peaks are needed. But, to differentiate cell type C from type A (or B), these two peaks are not enough: we must therefore add to them a third peak which, in turn, is insufficient to differentiate C from cell type D etc. in other words, we could perhaps be content with 50 or even 30 peaks to differentiate the 22 cell types present in the current database but it would limit its power of differentiation of new cell types. Since each spectrum contains between 80 and 100 peaks, it was necessary for the inventors to choose between the maximum number of peaks representative of a given cell type and a too large number for which they would not have data: 70 peaks appeared to them a a reasonable number since it allows to acquire all data regardless of the cell type studied and gives the database its maximum power. The average value and the relative intensity of the representative peaks of monocytes are given in Table 1. We thus observe a major peak at 4960 Da (intensity arbitrarily adjusted to 100%) and many minor peaks whose relative intensity is calculated in percentage of the peak of greater intensity at 4960 Da. Some of them have an intensity that represents about 20% of the intensity of the main peak while others represent less than 1% of this intensity.
Pour les autres populations cellulaires de cellules circulantes, les résultats sont rapportés dans les tableaux 2 (lymphocytes T), 3 (polynucléaires neutrophiles) et 4 (hématies). For the other cell populations of circulating cells, the results are reported in Tables 2 (T lymphocytes), 3 (neutrophils) and 4 (red blood cells).
Les inventeurs ont vérifié si le conditionnement des cellules affecte leur profil en spectrométrie de masse MALDI-TOF. Il apparaît que la lyse et la sonication des cellules avant congélation altèrent profondément leur profil. Ils ont également étudié le profil en spectrométrie de masse MALDI-TOF des cellules non congelés. Celui-ci est, en revanche, en tout point comparable à celui obtenu sur cellules congelés, ce qui a deux implications : 1. les pics détectés en spectrométrie de masse MALDI-TOF sur cellules congelées correspondent à une réalité biologique puisqu'ils sont également caractéristiques des cellules vivantes ; 2. la congélation à -80°C pendant 48 heures constitue une méthode simple et reproductible d'analyse des populations cellulaires. The inventors verified whether the conditioning of the cells affects their profile in MALDI-TOF mass spectrometry. It appears that the lysis and sonication of the cells before freezing profoundly alter their profile. They also studied the MALDI-TOF mass spectrometry profile of unfrozen cells. This is, in contrast, in all respects comparable to that obtained on frozen cells, which has two implications: 1. the peaks detected in MALDI-TOF mass spectrometry on frozen cells correspond to a biological reality since they are also characteristics of living cells; 2. Freezing at -80 ° C for 48 hours is a simple and reproducible method of analyzing cell populations.
Les inventeurs ont également déterminé la concentration des cellules nécessaire pour définir une signature reproductible, l'objectif à atteindre étant de diminuer cette concentration optimale afin de travailler sur des échantillons cliniques de petite taille. Une concentration de 5 x 105 à 106 cellules dans 10 pL de PBS permet d'obtenir une résolution optimale : une concentration de 5 x 106 cellules/10 pL augmente le bruit de fond sans révéler de nouveaux pics et une concentration de 105 cellules/10 pL ne permet pas de révéler l'ensemble des pics. C'est la raison pour laquelle les inventeurs ont adopté une concentration de 106 cellules dans 10 μΙ_ de PBS pour l'ensemble des expériences décrites ci-dessous. The inventors have also determined the concentration of cells necessary to define a reproducible signature, the objective to be achieved is to reduce this optimal concentration in order to work on small clinical samples. A concentration of 5 x 10 5 to 10 6 cells in 10 μl of PBS provides an optimal resolution: a concentration of 5 x 10 6 cells / 10 μl increases the background without revealing new peaks and a concentration of 10. 5 cells / 10 pL does not reveal all the peaks. This is the reason why the inventors adopted a concentration of 10 6 cells in 10 μl of PBS for all the experiments described below.
La localisation et l'intensité relative des pics obtenus sont spécifiques des populations cellulaires et demeurent constantes d'un échantillon à l'autre et d'un donneur de sang à l'autre (8 donneurs différents testés). The location and relative intensity of the peaks obtained are specific to the cell populations and remain constant from one sample to another and from one blood donor to another (8 different donors tested).
1.2.2- Reproductibilité et spécificité des spectres des différents types cellulaires (figure 1) 1.2.2- Reproducibility and specificity of the spectra of the different cell types (Figure 1)
Les inventeurs ont vérifié cette reproductibilité par une représentation bidimensionnelle, dite 2D, obtenue avec le logiciel ClinProTools (version 2.2) à partir de spectres de 8 échantillons de donneurs de sang différents. Ils ont constaté que les signatures en spectrométrie de masse MALDI-TOF, pour deux pics arbitrairement sélectionnés par le spectromètre de masse, sont remarquablement homogènes au sein de chaque type leucocytaire, comme le montre la figure 1. The inventors verified this reproducibility by a two-dimensional representation, called 2D, obtained with the ClinProTools software (version 2.2) from spectra of 8 samples of different blood donors. They found that the MALDI-TOF mass spectrometry signatures, for two peaks arbitrarily selected by the mass spectrometer, are remarkably homogeneous within each leucocyte type, as shown in Figure 1.
Plus précisément, sur la figure 1, les lymphocytes T (A), les monocytes (B) et les polynucléaires neutrophiles (C) (105 cellules de chaque type cellulaire par dépôt d'1 -I) isolés provenaient de 8 donneurs de sang différents, dont les échantillons de sang étaient congelés dans 10 μΙ de PBS avant d'être décongelés. Puis 1 μΙ est déposé sur la cible du spectromètre de masse MALDI-TOF. More specifically, in FIG. 1, the T cells (A), the monocytes (B) and the neutrophils (C) (10 5 cells of each cell type by 1-I deposition) were isolated from 8 blood donors. different, whose blood samples were frozen in 10 μl of PBS before being thawed. Then 1 μΙ is deposited on the target of the MALDI-TOF mass spectrometer.
Le logiciel analyse seulement deux pics caractéristiques communs considérés comme les plus importants (c'est-à-dire les mieux séparés et d'intensité relative la plus élevée possible pour au moins un des pics considérés) que l'on retrouve dans les différents spectres des différents échantillons des différents types cellulaires étudiés. Les deux pics sont choisis en vérifiant également que l'on retrouve le même écart avec le pic qui le précède et le pic qui le suit dans les différents spectres des échantillons testés des différents types cellulaires. En pratique, celui-ci est positionné à l'identique dans les différents spectres à ± 1 Da. Le fait que les écarts d'intensité relative pour ces deux pics restent dans la limite de variation autour d'une valeur moyenne constatée de ± 20% entre les différents spectres d'un même type cellulaire démontre la reproductibilité significative des spectres. Sur la figure 1, les spectres obtenus sont analysés avec le logicielThe software analyzes only two common characteristic peaks considered to be the most important (that is to say, the best separated and of the highest relative intensity possible for at least one of the peaks considered) found in the different spectra. different samples of the different cell types studied. The two peaks are chosen by also verifying that we find the same difference with the peak that precedes and the peak that follows in the different spectra of the tested samples of the different cell types. In practice, it is positioned identically in the different spectra at ± 1 Da. The fact that the relative intensity differences for these two peaks remain in the limit of variation around a mean value of ± 20% observed between the different spectra of the same cell type demonstrates the significant reproducibility of the spectra. In FIG. 1, the spectra obtained are analyzed with the software
ClinProTool (version 2.2) qui sélectionne automatiquement 2 pics dont la position est représentée sous forme 2D (un pic sur l'axe x et l'autre pic sur l'axe y) en leur attribuant un numéro (le n° 1 étant attribué au pic de la plus faible masse moléculaire et ainsi de suite) avec la masse moléculaire correspondante. Il s'agit ici du pic 2 de 2320 Da (axe des abscisses) et du pic 30 de 8568 Da (axe des y). La position de chaque point du graphe correspond ainsi à l'intensité relative des 2 pics de chaque échantillon. Un point en bas et à gauche signifie donc que les 2 pics qui caractérisent l'échantillon sont absents ou faiblement présents (ici, les monocytes). Un point en bas et à droite signifie que le pic n° 2 est présent et intense mais le pic n° 30 est peu intense (ici, les neutrophiles). Un point en haut et à gauche signifie que le pic n° 30 est présent et intense mais le pic n° 2 est peu intense (ici, les lymphocytes T). La proximité des échantillons entre eux suggère qu'ils sont susceptibles d'appartenir (seuls 2 pics sont analysés et non l'ensemble des 70 pics) au même type cellulaire alors que leur éloignement montre qu'ils appartiennent à différents types cellulaires. On peut déduire de la figure 1 que les spectres issus de divers échantillons d'un type cellulaire donné sont proches les uns des autres et que les spectres des lymphocytes T (A), des monocytes (B) et des polynucléaires neutrophiles (C) présentent des caractéristiques différentes. ClinProTool (version 2.2) which automatically selects 2 peaks whose position is represented in 2D form (one peak on the x axis and the other on the y axis) by assigning them a number (the number 1 being assigned to peak of the lowest molecular weight and so on) with the corresponding molecular weight. This is the peak 2 of 2320 Da (x-axis) and the peak 30 of 8568 Da (y-axis). The position of each point of the graph thus corresponds to the relative intensity of the two peaks of each sample. A point at the bottom left indicates that the 2 peaks that characterize the sample are absent or weakly present (here, monocytes). A point down and to the right means that peak # 2 is present and intense but peak # 30 is not intense (here, neutrophils). A point at the top left indicates that peak # 30 is present and intense but peak # 2 is not intense (here, T cells). The proximity of the samples to each other suggests that they are likely to belong (only 2 peaks are analyzed and not all 70 peaks) to the same cell type while their distance shows that they belong to different cell types. It can be deduced from FIG. 1 that the spectra obtained from various samples of a given cell type are close to one another and that the spectra of T lymphocytes (A), monocytes (B) and neutrophils (C) exhibit different characteristics.
1.2.3 - Spécificité du profil des leucocytes en spectrométrie de masse MALDI-TOF 1.2.3 - Specificity of leukocyte profile in MALDI-TOF mass spectrometry
Les inventeurs ont voulu établir si le profil des leucocytes en spectrométrie de masse MALDI-TOF est étroitement spécifique ou représentatif d'une catégorie de cellules circulantes. Pour cela, ils ont comparé le profil en spectrométrie de masse MALDI-TOF des monocytes avec ceux de trois autres populations de cellules circulantes, les lymphocytes T (Tableau 2), les polynucléaires neutrophiles (Tableau 3) et les hématies (Tableau 4). Certains pics présents dans les monocytes sont absents des lymphocytes T, d'autres ne sont présents que dans les lymphocytes T et certains sont communs aux deux. Enfin, l'intensité relative d'un pic peut être différente dans les monocytes et les lymphocytes T. La même observation s'applique aux polynucléaires neutrophiles. Ces derniers se caractérisent par des pics distincts de ceux des lymphocytes et des monocytes même si certains pics sont exprimés par les trois types cellulaires. Enfin, on peut constater que le spectre des hématies est largement différent de celui des trois populations leucocytaires (voir figures 2 et 3). The inventors wanted to establish whether the leukocyte profile in MALDI-TOF mass spectrometry is closely specific or representative of a class of circulating cells. For this, they compared the MALDI-TOF mass spectrometry profile of monocytes with those of three other populations of circulating cells, T lymphocytes (Table 2), neutrophils (Table 3) and red blood cells (Table 4). Some peaks present in monocytes are absent from T lymphocytes, others are present only in T lymphocytes and some are common to both. Finally, the relative intensity of a peak may be different in monocytes and T lymphocytes. The same observation applies to neutrophils. The latter are characterized by peaks distinct from those of lymphocytes and monocytes even though some peaks are expressed by the three cell types. Finally, it can be seen that the spectrum of red blood cells is vastly different from that of the three leukocyte populations (see Figures 2 and 3).
1.2.3.1- Classement hiérarchique 1.2.3.1- Hierarchical ranking
Les inventeurs ont analysé les distances ou proximités entre les différents spectres par regroupement ou classification hiérarchique, dit "clustering", en adaptant le logiciel MultiExperiment Viewer (MeV) 4.3. Ce logiciel gratuit et d'accès libre est accessible, entre autres, à l'adresse http://www.tm4.org/mev/. Il est classiquement utilisé pour analyser les données transcriptomiques en "microarray" (puces à ADN). Sur la figure 2, cette analyse révèle des différences importantes entre les principaux types de cellules circulantes (lymphocytes T, monocytes, polynucléaires neutrophiles et hématies) et donne une représentation de ces différences sous forme de dendogramme (figure 2). The inventors have analyzed the distances or proximities between the different spectra by grouping or hierarchical classification, called "clustering", by adapting the software MultiExperiment Viewer (MeV) 4.3. This free and open source software is available, among others, at http://www.tm4.org/mev/. It is conventionally used to analyze transcriptomic data in "microarray" (microarray). In FIG. 2, this analysis reveals important differences between the main types of circulating cells (T lymphocytes, monocytes, neutrophils and red blood cells) and gives a representation of these differences in the form of a dendogram (FIG. 2).
Plus précisément, sur la figure 2, les lymphocytes T (A), les monocytes (B), les polynucléaires neutrophiles (C) et les hématies (D) provenaient de 8 donneurs de sang différents, dont les échantillons de sang étaient congelés, puis décongelés et déposés sur la cible du spectromètre de masse MALDI-TOF (105 cellules par dépôt d'1 -I). More precisely, in FIG. 2, the T (A), monocyte (B), neutrophil (C) and red blood cell (D) cells were from 8 different blood donors, whose blood samples were frozen, then thawed and deposited on the target of the MALDI-TOF mass spectrometer (10 5 cells by 1-I deposition).
Les valeurs des masses moléculaires des différents pics sont recensées manuellement sur une feuille Excel et enregistrées sous format texte (.txt). Les valeurs +1 (zone hachurée) ou -1 (zone vide) leur sont affectées selon que le pic est présent (+1) ou absent (-1) sur le spectre. Ces données sont chargées dans le logiciel. Les données de chacun des 4 types cellulaires sont automatiquement comparées par le logiciel MeV 4.3, ce qui permet d'établir une classification hiérarchique entre les 4 types cellulaires. The molecular weight values of the different peaks are manually recorded on an Excel sheet and saved in text (.txt) format. Values +1 (shaded area) or -1 (empty area) are assigned to them depending on whether the peak is present (+1) or absent (-1) on the spectrum. This data is loaded into the software. The data of each of the 4 cell types are automatically compared by the software MeV 4.3, which allows to establish a hierarchical classification between the 4 cell types.
Sur le graphe 1 de la figure 2, sur la colonne de droite 3, les pics sont classés dans un désordre apparent, en ce qui concerne leur masse moléculaire. Les pics présents sont regroupés dans une zone hachurée pour chaque type cellulaire de la façon suivante. Les pics sont classés par groupes successifs: le logiciel inclut pour un type cellulaire donné les pics successifs et les regroupe tant que ces pics sont spécifiques de ce type cellulaire. Ainsi, pour le type cellulaire C, les pics de 2 138 à 13 164 Da sont regroupés. Lorsque des pics sont communs entre les types cellulaires C et B, pour notre exemple, il les place en continuité pour C et contigus pour B. Ces pics sont de nouveau rangés de la masse moléculaire la plus basse à la plus haute, notamment ici, de 5 418 à 10 838 Da. Comme le logiciel trouve des pics spécifiques de B, il les place en continuité des pics de 5 418 à 10 838 Da, ce qui va de 2 537 à 14 697 Da. C'est ainsi qu'il repart également, pour D, de 4 284 à 15 873 Da ou pour A de 2 162 à 15 885 Da. On voit donc que les chevauchements gouvernent la présentation graphique 5 avec le respect autant que faire se peut de l'ordre croissant des masses moléculaires. In the graph 1 of Figure 2, on the right column 3, the peaks are classified in an apparent disorder, with respect to their molecular weight. Peaks present are grouped in a shaded area for each cell type as follows. The peaks are classified in successive groups: the software includes for a given cell type the successive peaks and groups them as long as these peaks are specific for this cell type. Thus, for cell type C, the peaks of 2138 to 13164 Da are grouped together. When peaks are common between cell types C and B, for our example, it places them in continuity for C and contiguous for B. These peaks are again ranged from the lowest to the highest molecular weight, in particular here, from 5,418 to 10,838 Da. As the software finds specific peaks of B, it places them in continuity of the peaks from 5,418 to 10,838 Da, which goes from 2,537 to 14,697 Da. Thus he also leaves, for D, from 4,284 to 15,873 Da or for A from 2,162 to 15,885 Da. It is therefore seen that the overlaps govern the graphical presentation with as much respect as possible of the increasing order of the molecular weights.
1.2.3.2- Dendogramme (figure 2) 1.2.3.2- Dendogram (Figure 2)
Le logiciel Mev 4.3 est classiquement utilisé pour l'analyse des proximités ou distances des données transcriptomiques par dendogramme. The Mev 4.3 software is conventionally used for the analysis of proximities or distances of transcriptomic data by dendogram.
Le "clustering" met en évidence les signatures spécifiques des différents types cellulaires et la représentation en dendogramme qui en résulte permet de mieux visualiser la "distance" relative entre plusieurs types cellulaires. La partie haute 4 de la figure 2 correspond à une représentation en dendogramme des quatre types cellulaires. Dans un dendogramme, les traits horizontaux indiquent que les types cellulaires reliés présentent un certain pourcentage de pics en commun, ce pourcentage étant d'autant plus grand que les traits verticaux, dessous le trait horizontal qui relie ces types cellulaires, sont petits. En l'espèce, les deux types cellulaires les plus proches, c'est-à-dire présentant le plus grand nombre de pics en commun, sont les monocytes (B) et les polynucléaires neutrophiles (C). L'éloignement d'un trait horizontal, c'est-à-dire la hauteur des traits verticaux délimitant le trait horizontal, rend compte de la "distance" entre les types cellulaires concernés, étant inversement proportionnelle au nombre de pics en commun. On voit ainsi que les hématies (D) sont plus éloignées des neutrophiles (C) que du groupe monocytes (B)-lymphocytes T (A). La représentation en dendogramme qui s'affranchit de la représentation en classification hiérarchique est directement issue des données de la classification hiérarchique. "Clustering" highlights the specific signatures of the different cell types and the resulting dendogram representation makes it possible to better visualize the relative "distance" between several cell types. The upper part 4 of FIG. 2 corresponds to a dendogram representation of the four cell types. In a dendogram, the horizontal lines indicate that the connected cell types have a certain percentage of peaks in common, this percentage being all the greater as the vertical lines below the horizontal line connecting these cell types are small. In this case, the two closest cell types, that is to say having the greatest number of peaks in common, are monocytes (B) and neutrophils (C). The remoteness of a horizontal line, that is to say the height of the vertical lines delimiting the horizontal line, accounts for the "distance" between the cellular types concerned, being inversely proportional to the number of peaks in common. It is thus seen that the red blood cells (D) are farther away from the neutrophils (C) than from the monocyte (B) -lymphocytes T (A) group. The dendrogram representation that frees itself from the representation in hierarchical classification is directly derived from the data of the hierarchical classification.
La méthode, classique, de détermination d'un "clustering" hiérarchique est explicitée sur le site Internet http://asi.insa- rouen.fr/enseignement/siteUV/dm/Cours/clustering. pdf et dans l'ouvrage de Husson F., Lê S, Pagès J. Pratique de la statistique, 2009, pages 169-202, chapitre 4 : Classification, aux éditions des Presses Universitaires de Rennes. En l'espèce, la totalité des pics présents dans l'un quelconque des 4 spectres est comptabilisée. Ils seraient au nombre de 280 si les 4 spectres ne possédaient aucun pic en commun. Le nombre de pics communs entre les différents spectres est alors calculé et rapporté au nombre total de pics des 4 types de spectres des 4 types cellulaires. Les deux spectres qui possèdent le pourcentage le plus important de pics communs sont considérés comme les plus "proches", à savoir ici B et C. Le "clustering" hiérarchique consiste en une classification hiérarchique ascendante pour laquelle chaque "cluster" est progressivement "absorbé" par le "cluster" le plus proche pour constituer un cluster d'ancrage destiné à être comparé avec les autres types cellulaires. Ainsi, le spectre A et le spectre D sont comparés avec le cluster d'ancrage B + C. On observe que le spectre A est plus "proche" de l'ensemble B + C que le spectre D. L'ensemble B + C est donc relié par une barre verticale à une barre horizontale reliant A à B + C. La hauteur séparant la barre horizontale reliant A à l'ensemble B + C est plus importante que celle de la barre horizontale reliant B et C. L'ensemble A + B + C qui en résulte est comparé à D et l'on voit que la barre verticale qui lie D à l'ensemble A + B + C a une hauteur plus importante que les autres, ce qui signifie que le spectre D est le moins "proche" des spectres A, B et C. Cette représentation par fusions successives constitue un dendogramme. Deux "clusters" réputés "proches" dans le dendogramme montrent qu'ils partagent le maximum de pics en commun lorsqu'on les compare aux autres "clusters". Leur éloignement progressif signifie qu'ils partagent de moins en moins de pics en commun avec les autres clusters. Ici, les spectres B et C sont donc considérés comme les plus "proches", le spectre A étant plus "éloigné" de B et C et le spectre D étant celui qui partage le moins de pics en commun avec les spectres A, B et C. The classic method of determining a hierarchical "clustering" is explained on the website http: //asi.insa- rouen.fr/enseignement/siteUV/dm/Cours/clustering. pdf and in the work of Husson F., Lê S, Pages J. Practical statistics, 2009, pages 169-202, Chapter 4: Classification, editions Presses Universitaires de Rennes. In this case, all the peaks present in any of the four spectra are counted. They would be 280 if the four spectra had no peak in common. The number of common peaks between the different spectra is then calculated and related to the total number of peaks of the 4 types of spectra of the 4 cell types. The two spectra that have the highest percentage of common peaks are considered the "closest", namely here B and C. Hierarchical "clustering" consists of an ascending hierarchical classification for which each "cluster" is progressively "absorbed". "by the nearest" cluster "to form an anchor cluster to be compared with others cell types. Thus, the spectrum A and the spectrum D are compared with the anchoring cluster B + C. It is observed that the spectrum A is "closer" to the set B + C than the spectrum D. The set B + C is therefore connected by a vertical bar to a horizontal bar connecting A to B + C. The height separating the horizontal bar connecting A to the set B + C is larger than that of the horizontal bar connecting B and C. The set A + B + C which results is compared to D and we see that the vertical bar which links D to the set A + B + C has a greater height than the others, which means that the spectrum D is the least "near" spectra A, B and C. This representation by successive fusions constitutes a dendogram. Two "clusters" deemed "close" in the dendogram show that they share the maximum of peaks in common when compared to other "clusters". Their gradual removal means that they share fewer and fewer peaks in common with other clusters. Here, the spectra B and C are therefore considered to be the "closest", the spectrum A being more "distant" from B and C and the spectrum D being the one that shares the least number of peaks in common with the spectra A, B and vs.
Exemple 2 : Réalisation d'une banque de données concernant 22 types cellulaires Example 2: Realization of a database of 22 cell types
2.1 - Obtention de la banque de données 2.1 - Obtaining the data bank
Le fait que les spectres obtenus sur cellules circulantes sont hautement reproductibles et spécifiques d'un type cellulaire donné a permis aux inventeurs d'étendre leur étude à un plus grand nombre de types de cellules eucaryotes. The fact that the spectra obtained on circulating cells are highly reproducible and specific for a given cell type has allowed the inventors to extend their study to a larger number of eukaryotic cell types.
Les inventeurs ont ainsi choisi de différencier les monocytes humains en macrophages (tableau 5) par une culture de 7 jours en milieu contenant du sérum humain AB ou en cellules dendritiques (tableau 6) en les cultivant pendant 5 jours dans un milieu contenant du Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor et de l'interleukine (IL)-4. Ils ont aussi utilisé des macrophages de souris (tableau 7) différenciés à partir de leurs précurseurs présents dans la moelle osseuse par culture en présence d'un milieu riche en Macrophage Stimulating Factor ainsi que des lignées établies de cellules macrophage-like telles que la lignée humaine THP-1 (ATCC N° TIB-202, tableau 8), la lignée murine J774 (ATCC N° TIB-67, tableau 9) et la lignée canine DH82 (ATCC N° CRL-10389, tableau 10). The inventors have thus chosen to differentiate between human monocytes and macrophages (Table 5) by a 7-day culture in medium containing human serum AB or in dendritic cells (Table 6) by cultivating them for 5 days in a medium containing Granulocyte Macrophage. Colony Stimulating Factor and Interleukin (IL) -4. They also used mouse macrophages (Table 7) differentiated from their precursors present in the bone marrow by culturing in the presence of a medium rich in Macrophage Stimulating Factor as well as established lines of macrophage-like cells such as the human line THP-1 (ATCC No. TIB-202, Table 8), murine line J774 (ATCC No. TIB-67, Table 9) and the canine line DH82 (ATCC No. CRL-10389, Table 10).
Ils ont également utilisé la lignée de lymphocytes T humains C8166 qui exprime de façon stable le récepteur CCR5 tableau 11), la lignée fibroblastique de souris L929 (ATCC N° CCL-1, tableau 12), les lignées de cellules épithéliales d'origine humaine HeLa (ATCC N° CCL-2, tableau 13) et 293T (ATCC N° CRL-1573, tableau 14), les lignées trophoblastiques humaines BeWo (ATCC N° CCL-98, tableau 15) et JEG (ATCC N° HTB-36, tableau 16) qu'ils ont comparées aux trophoblastes placentaires humains (tableau 17). Ils ont enfin utilisé des cellules non-mammifères telles que la lignée XTC-2 dérivée de Xenopus laevis (tableau 18) précédemment décrite (Drancourt M, Jarlier V, Raoult D. The environmental pathogen Mycobacterium ulcerans grows in amphibian cells at low températures. Appl Environ Microbiol 2002, 68:6403-6404) et différents types d'amibes tels que Acanthamoeba polyphaga (ATCC N° 30461, tableau 19), Acanthamoeba castellanii (ATCC N° 30234, Tableau 20), Hartmannella vermiformis (ATCC N° 50237, tableau 21) and Poteriochromonas melhamensis (ATCC N° 11532, tableau 22). They also used the C8166 human T cell line which stably expresses the CCR5 receptor Table 11), the L929 mouse fibroblast line (ATCC No. CCL-1, Table 12), the epithelial cell lines of human origin. HeLa (ATCC No. CCL-2, Table 13) and 293T (ATCC No. CRL-1573, Table 14), human trophoblastic lines BeWo (ATCC No. CCL-98, Table 15) and JEG (ATCC No. HTB- 36, Table 16) that they compared to human placental trophoblasts (Table 17). Finally, they used non-mammalian cells such as the XTC-2 line derived from Xenopus laevis (Table 18) previously described (Drancourt M, Jarlier V, Raoult D. The environmental pathogen Mycobacterium ulcerans grows in amphibian cells at low temperatures. About Microbiol 2002, 68: 6403-6404) and different types of amoebae such as Acanthamoeba polyphaga (ATCC No. 30461, Table 19), Acanthamoeba castellanii (ATCC No. 30234, Table 20), Hartmannella vermiformis (ATCC No. 50237, Table 21) and Poteriochromonas melhamensis (ATCC No. 11532, Table 22).
Les 22 types cellulaires entrés dans la base de données représentent un échantillon important de cellules eucaryotes comprenant ainsi des cellules mammifères et non-mammifères, des cellules primaires, des cellules différenciées de cellules primaires et des cellules immortalisées en lignée. Leurs caractéristiques, correspondant aux différents types cellulaires dont les pics caractéristiques sont décrits dans les tableaux 1 à 22, sont résumées dans le tableau A suivant : Type cellulaire/tableau Nature Caractéristiques de pics The 22 cell types entered into the database represent a large sample of eukaryotic cells thus comprising mammalian and non-mammalian cells, primary cells, differentiated cells of primary cells and immortalized cells in lineage. Their characteristics, corresponding to the different cell types whose characteristic peaks are described in Tables 1 to 22, are summarized in the following Table A: Cell Type / Table Nature Peak Characteristics
Monocytes Cellules primaires Cellules circulantes humains/tableau 1 Monocytes Primary cells Human circulating cells / Table 1
Lymphocytes T Cellules primaires Cellules circulantes humains/tableau 2 T cells Primary cells Human circulating cells / Table 2
Polynucléaires Cellules primaires Cellules circulantes neutrophiles Polynuclear Primary Cells Circulating Neutrophil Cells
humains/tableau 3 humans / table 3
Hématies Cellules primaires Cellules circulantes humaines/tableau 4 Hematases Primary cells Human circulating cells / Table 4
Macrophages Cellules primaires différenciés de humains/tableau 5 monocytes Macrophages Primary differentiated cells of humans / Table 5 monocytes
Macrophages Cellules primaires différenciés de moelle murins/tableau 7 osseuse Macrophages Primary differentiated cells of murine marrow / bone chart 7
THP-l/tableau 8 Lignée humaine myélomonocytaire THP-1 / Table 8 Myelomonocytic human line
J774/tableau 9 Lignée murine Macrophage immature J774 / Table 9 Murine line Macrophage immature
DH82/tableau 10 Lignée canine Macrophage DH82 / table 10 Macrophage canine line
Cellules Cellules primaires différenciées de dendritiques/tableau 6 monocytes Cells Differential Primary Cells of Dendritics / Table 6 Monocytes
Lymphocytes T humains Lignée humaine Lymphocytes Human T lymphocytes Human line Lymphocytes
C8166/tableau 11 exprimant CCR5 C8166 / table 11 expressing CCR5
L929/tableau 12 Lignée murine Type fibroblastique L929 / Table 12 Murine line Fibroblastic type
HeLA/tableau 13 Lignée humaine Type épithélial 293T/tableau 14 Lignée humaine Type épithélial HeLA / Table 13 Human line Epithelial type 293T / table 14 Human line Epithelial type
JEG/tableau 16 Lignée humaine Type trophoblastique JEG / table 16 Human line Trophoblastic type
BeWo/tableau 15 Lignée humaine Type trophoblastique BeWo / Table 15 Human line Trophoblastic type
Trophoblastes Cellules primaires Cellules placentaires humains/tableau 17 Trophoblasts Primary cells Human placental cells / table 17
XTC-2/tableau 18 Lignée non Xenopus laevis XTC-2 / table 18 Non-Xenopus laevis line
mammifère  mammal
Acanthamoeba Organisme non Amibe Acanthamoeba Non Amoeba Organism
po/yphaga/tab\eau 19 mammifère  po / yphaga / tab \ water 19 mammal
Acanthamoeba Organisme non AmibeAcanthamoeba Non Amoeba Organism
Figure imgf000058_0001
20 mammifère
Figure imgf000058_0001
Mammal
Hartmanella Organisme non Amibe Hartmanella Non Amoeba Organism
verm/form/s/tab\eau 21 mammifère  verm / form / s / tab \ water 21 mammal
Poteriochromonas Organisme non Amibe Poteriochromonas Non Amoeba Organism
me/hamens/s/tab\eau 22 mammifère me / hamens / s / tab \ water 22 mammal
Pour réaliser une banque de données à partir de ces 22 types cellulaires, les inventeurs ont de nouveau utilisé le logiciel BioTyper version 2.0. Pour chaque type cellulaire, au moins 20 spectres individuels ont été effectués, ce qui a permis de créer automatiquement un spectre moyen contenant 70 pics pour les 22 types cellulaires ci- dessus, tel quel décrit précédemment dans les tableaux 1 à 22. To make a database from these 22 cell types, the inventors again used the BioTyper version 2.0 software. For each cell type, at least 20 individual spectra were made, which automatically created a mean spectrum containing 70 peaks for the 22 cell types above, as previously described in Tables 1 to 22.
L'analyse par classification hiérarchique (non représentée) montre qu'il existe des différences importantes entre les 22 types cellulaires utilisés mais la représentation qui en résulte est difficile à lire et à interpréter. En revanche, la représentation en dendogramme des mêmes données (figure 3) est beaucoup plus explicite et révèle des différences importantes entre les 22 types cellulaires entrés dans la banque de données. Les 22 types cellulaires (106 cellules dans 10 μΙ de PBS) étaient congelés, puis décongelés et 1 μΙ a été déposé sur la cible du spectromètre de masse MALDI-TOF. la figure 3 est une représentation en dendogramme de la proximité des spectres de 22 types cellulaires résultant d'une analyse par classification hiérarchique, les valeurs d de 0 à 1 000 sur l'axe sont les niveaux de distance entre les types cellulaires concernés. Hierarchical classification analysis (not shown) shows that there are significant differences between the 22 cell types used but the resulting representation is difficult to read and interpret. In contrast, the dendrogram representation of the same data (Figure 3) is much more explicit and reveals important differences between the 22 cell types entered in the database. data. The 22 cell types (10 6 cells in 10 μl of PBS) were frozen, then thawed and 1 μl was applied to the MALDI-TOF mass spectrometer target. Figure 3 is a dendogram representation of the proximity of cell type spectra resulting from hierarchical classification analysis, the d values from 0 to 1000 on the axis are the distance levels between the cell types involved.
Deux "clusters" tels que les cellules JEG et Bewo sont "proches" l'un de l'autre (sur une échelle de 0 à 1 000). Leur fusion conduit en un "cluster" d'ancrage qui permet de le comparer au "cluster" constitué des cellules HeLa et 293T, qui lui est donc relativement proche. Le nouveau "cluster" d'ancrage montre que celui-ci est un petit peu plus éloigné du "cluster" cellules L929. L'analyse se poursuit et montre que le "cluster d'ancrage" constitué des polynucléaires neutrophiles, des monocytes et des lymphocytes T est éloigné du "cluster d'ancrage" des cellules J774 à 293T. Two "clusters" such as the JEG and Bewo cells are "close" to each other (on a scale of 0 to 1,000). Their merging leads to an anchoring "cluster" that makes it possible to compare it to the "cluster" consisting of the HeLa and 293T cells, which is therefore relatively close to it. The new "cluster" anchor shows that it is a little further away from the "cluster" L929 cells. The analysis continues and shows that the "anchorage cluster" consisting of neutrophils, monocytes and T cells is far from the "anchorage cluster" of J774 cells at 293T.
La figure 3 confirme ainsi que : a. chaque type cellulaire testé possède une signature en spectrométrie de masse MALDI-TOF qui lui est propre, b. il sera possible d'intégrer de nouveaux types cellulaires dans la base de données. Figure 3 confirms that: a. each cell type tested has a signature in MALDI-TOF mass spectrometry of its own, b. it will be possible to integrate new cell types into the database.
2.2 - Pouvoir résolutif de la banque de données 2.2 - Resolving power of the data bank
2.2.1 - Principe 2.2.1 - Principle
L'intérêt d'une banque de données est de pouvoir comparer une nouvelle donnée (ici, le spectre d'un nouvel échantillon cellulaire) avec les spectres représentatifs de chaque type cellulaire présent dans la base de données. Les inventeurs ont comparé un nouveau spectre avec les spectres moyens contenus dans la base de données grâce au logiciel Biotyper 2.0 développé par le fabricant du spectromètre de masse MALDI-TOF (Bruker Daltonics). Il en résulte des scores de validation qui représentent l'addition de 2 notes ni + n2 (ni étant fonction du nombre de pics et n2 fonction du rapport signal/bruit de fond). The interest of a data bank is to be able to compare a new datum (here, the spectrum of a new cell sample) with the representative spectra of each cell type present in the database. The inventors compared a new spectrum with the average spectra contained in the database thanks to the Biotyper 2.0 software developed by the manufacturer of the MALDI-TOF mass spectrometer (Bruker Daltonics). This results in validation scores which represent the addition of 2 notes ni + n2 (and being a function of the number of peaks and n2 function of the signal / background noise ratio).
- ni est la note attribuée en fonction du nombre de pics caractéristiques du spectre n, avec - nor is the score given according to the number of characteristic peaks of the spectrum n, with
. ni = 0 pour n < 8 . ni = 1 pour 8 < n < 27 . ni = 0 for n <8. ni = 1 for 8 <n <27
. ni = 2 pour 27 < n < 43 . ni = 2 for 27 <n <43
. ni = 3 pour 43 < n < 78 . ni = 3 for 43 <n <78
. ni = 4 pour 78 < n < 86 . ni = 4 for 78 <n <86
. ni = 5 pour 86 < n < 110 . ni = 6 pour 110 < n, et . ni = 5 for 86 <n <110. ni = 6 for 110 <n, and
- n2 est la note attribuée en fonction de la valeur du rapport signal/bruit (Rmax) du pic de plus grande intensité du spectre, avec n2 is the score given according to the value of the signal-to-noise ratio (Rmax) of the peak of greater intensity of the spectrum, with
. n2 = 0 pour Rmax < 6,8 . n2 = 0 for Rmax <6.8
. n2 = 1 pour 6,8 < Rmax < 26,8 . n2 = 2 pour 26,8 < Rmax < 52,6 . n2 = 1 for 6.8 <Rmax <26.8. n2 = 2 for 26.8 <Rmax <52.6
. n2 = 3 pour 52,6 < Rmax < 208,6 . n2 = 3 for 52.6 <Rmax <208.6
. n2 = 4 pour 208,2 < Rmax < 398,6 . n2 = 4 for 208.2 <Rmax <398.6
. n2 = 5 pour 398,6 < Rmax < 1092,2 n2 = 6 pour 1092,2 < Rmax. Un spectre est pris en compte si son score de validation (nl + nl) est supérieur à 2. . n2 = 5 for 398.6 <Rmax <1092.2 n2 = 6 for 1092.2 <Rmax. A spectrum is taken into account if its validation score (nl + nl) is greater than 2.
Lorsque l'on compare un nouveau spectre à des spectres moyens de référence présents dans la base de données, on prend en compte un autre score, appelé score d'identification, qui est calculé par le logiciel Biotyper 2.0. Les algorithmes, qui permettent de calculer ces scores, sont décrits dans le manuel fourni par Bruker Daltonics qui donne un exemple succinct de la méthode employée dans son manuel "Software for microorganism identification and classification". Ainsi, un pic identique entre la base de données et le type cellulaire testé obtient un score positif alors que l'absence d'un pic se traduit par un score négatif. L'ensemble des scores obtenus est exprimé en échelle logarithmique. Les scores obtenus pour identifier et classifier les microorganismes (Fournier PE, Couderc C, Buffet S, Flaudrops C, Raoult D. Rapid and cost-effective identification of Bartonella species using mass spectrometry. J Med Microbiol. 2009, 58:1154-1159) sont ceux que les inventeurs ont utilisés pour identifier et classifier les cellules eucaryotes. Ainsi, un score d'identification compris entre 0 et 1,699 permet d'exclure la nouvelle population comme appartenant au type cellulaire présent dans la base de données. Un score d'identification compris entre 1,700 et 1,999 suggère que la nouvelle population appartient au type cellulaire présent dans la base de données et un score d'identification supérieur à 2,0 permet une identification certaine de la nouvelle population comme appartenant au type cellulaire présent dans la base de données. A l'avenir, l'extension de la base de données à un plus grand nombre de types cellulaires pourrait amener à adopter un seuil d'identification plus élevé. When comparing a new spectrum with average reference spectra present in the database, another score, called an identification score, is calculated by the Biotyper 2.0 software. The algorithms for calculating these scores are described in the manual provided by Bruker Daltonics, which gives a brief example of the method used in his manual "Software for microorganism identification and classification". Thus, an identical peak between the database and the tested cell type gets a positive score while the absence of a peak results in a negative score. The set of scores obtained is expressed in logarithmic scale. Scores obtained to identify and classify microorganisms (Fournier PE, Couderc C, Buffet S, Flaudrops C, Raoult D. Rapid and cost-effective identification of Bartonella species using mass spectrometry, J Med Microbiol 2009, 58: 1154-1159) are those that the inventors have used to identify and classify eukaryotic cells. Thus, an identification score between 0 and 1.699 makes it possible to exclude the new population as belonging to the cellular type present in the database. An identification score between 1,700 and 1,999 suggests that the new population belongs to the cell type present in the database and an identification score greater than 2.0 allows for a certain identification of the new population as belonging to the cell type present. in the database. In the future, extending the database to a larger number of cell types could lead to a higher identification threshold.
Le logiciel BioTyper 2.0 identifie des spectres inconnus par comparaison avec des spectres de référence stockés dans une base de données. Les résultats d'identification sont donnés sous forme de représentation graphique, comme sur la figure 4, avec un score d'identification calculé comme ci-après explicité. Dans un premier temps, les spectres de deux échantillons considérés comme identiques sont alignés. On assigne une erreur acceptable pour la masse des pics de chaque spectre (±1 Da) et le logiciel repositionne les deux spectres (autrement dit, si l'écart entre les pics du même spectre et entre les pics de l'autre spectre est trop différent, le logiciel ne pourra pas aligner les spectres). BioTyper 2.0 software identifies unknown spectra by comparison with reference spectra stored in a database. The identification results are given in the form of a graphical representation, as in FIG. 4, with an identification score calculated as hereinafter explained. At first, the spectra of two samples considered identical are aligned. An acceptable error is assigned for the peak mass of each spectrum (± 1 Da) and the software repositions the two spectra (in other words, if the difference between the peaks of the same spectrum and the peaks of the other spectrum is too much different, the software will not be able to align the spectra).
Dans un second temps, la comparaison d'un spectre inconnu avec le spectre de référence (à savoir ici, le spectre moyen présent dans la base de données) est évaluée en utilisant des scores d'identification dédiés. Les algorithmes, qui permettent de calculer ces scores, sont décrits dans le manuel fourni par Bruker Daltonics qui donne un exemple succinct de la méthode employée dans son manuel "Software for microorganism identification and classification". Pour cela, les informations issues de l'analyse du spectre de référence sont converties en une valeur appelée score maximum accessible ("maximum score ou Max. Se") calculée de la façon suivante : chaque pic présent avec une fréquence de 100% obtient 100 points; les pics présents avec une moindre fréquence obtiennent un nombre de points équivalent à leur fréquence (par exemple, un petit pic présent dans seulement 8 spectres présents dans la base de données qui en contient 20 obtient un score de 8/20 = 40). L'addition de tous les points donne le score maximum accessible. Ainsi, par exemple, un spectre de référence qui contient 10 pics avec 100% de fréquence, 5 pics avec une fréquence de 50% et 3 pics avec une fréquence de 10% atteint un score maximum accessible de (10xl00)+(5x50)+(3xl0)=l 280. In a second step, the comparison of an unknown spectrum with the reference spectrum (namely here, the average spectrum present in the database) is evaluated using dedicated identification scores. The algorithms for calculating these scores are described in the manual provided by Bruker Daltonics, which gives a brief example of the method used in his manual "Software for microorganism identification and classification". For this, the information from the analysis of the reference spectrum is converted into a value called maximum score accessible ("maximum score or Max Se") calculated as follows: each peak present with a frequency of 100% gets 100 points; the peaks present with a lower frequency obtain a number of points equivalent to their frequency (for example, a small peak present in only 8 spectra present in the database which contains 20 has a score of 8/20 = 40). The addition of all points gives the maximum score accessible. Thus, for example, a reference spectrum that contains 10 peaks with 100% frequency, 5 peaks with a frequency of 50% and 3 peaks with a frequency of 10% reaches a maximum accessible score of (10xl00) + (5x50) + (3 × 10) = 1 280.
Une fois établi ce score concernant les spectres de référence, chaque pic du spectre à analyser est comparé au même pic des spectres de référence. Pour cela, deux fenêtres de masses ajustables ("adjustable mass Windows") sont créées. La fenêtre "inner mass window" correspond à des pics parfaitement ajustés, ce qui leur donne un score plein et la fenêtre "outer mass window" correspond à des pics non parfaitement alignés : la valeur du score attribué est proportionnelle à la distance avec le pic "correspondant" du spectre de référence (si la figure 4 était en couleur, on pourrait voir en vert les pics parfaitement ajustés entre les pics de référence et les pics de l'échantillon testé, en jaune les pics partiellement ajustés et en rouge les pics non ajustés). Il en résulte un score cumulatif pour l'échantillon à comparer au spectre de référence. La comparaison de ce score cumulé ("actual score ou Act. Se") avec le score maximum accessible ("Max. Se") conduit à un score relatif ("Rel. Se") ou Rel. Sc.=Act. Se. /Max. Se. (avec un maximum de 1 pour une parfaite identité). Sont pris également en compte dans le score final ("overall score") le nombre de pics parfaitement ajustés (PN k), le nombre de pics partiellement ajustés (PN b) et le nombre total de pics (PN m) présents dans le spectre sous la forme d'un nombre de pics relatif ("Rel. P-Num.") qui est calculé de la façon suivante : Rel. P-Num. = (PN k) + (0,5xPN b)/(PN m). Enfin, un calcul de corrélation ("Effective I-correlation value" ou I-Corr.) est effectué. Le score final est calculé comme suit : Rel. Se. x Rel. P-Num. x I-Corr. x 1000 (avec un maximum de 1000) puis exprimé en Log (l'échelle va donc de 1 = aucune homologie à 3 = identité parfaite). C'est ainsi que l'on obtient des scores < ou > à 2,0. 2.2.2 - Applications aux cellules circulantes Once this score is established for the reference spectra, each peak of the spectrum to be analyzed is compared to the same peak of the reference spectra. For this, two windows of adjustable masses ("adjustable mass Windows") are created. The window "inner mass window" corresponds to perfectly adjusted peaks, which gives them a full score and the window "outer mass window" corresponds to peaks not perfectly aligned: the value of the score attributed is proportional to the distance with the "corresponding" peak of the reference spectrum (if Figure 4 was in color, we could see in green the perfectly adjusted peaks between the reference peaks and the peaks of the tested sample, in yellow the peaks partially adjusted and red unadjusted peaks). This results in a cumulative score for the sample to be compared to the reference spectrum. The comparison of this cumulative score ("actual score or Act Se") with the maximum accessible score ("Max Se") leads to a relative score ("Rel Se") or Rel. Sc. = Act. Se. / Max. Se. (with a maximum of 1 for a perfect identity). The final score ("overall score") also includes the number of perfectly adjusted peaks (PN k), the number of partially adjusted peaks (PN b) and the total number of peaks (PN m) present in the spectrum. in the form of a relative number of peaks ("P-Number Rel.") which is calculated as follows: Rel. P-Num. = (PN k) + (0.5xPN b) / (PN m). Finally, a correlation calculation ("Effective I-correlation value" or I-Corr.) Is performed. The final score is calculated as follows: Rel. Se. x Rel. P-Num. x I-Corr. x 1000 (with a maximum of 1000) then expressed in Log (the scale goes from 1 = no homology to 3 = perfect identity). This is how scores <or> are obtained at 2.0. 2.2.2 - Applications to circulating cells
Les inventeurs ont ainsi comparé un nouvel échantillon de monocytes purifiés avec la référence "monocyte" de la banque de données : le score de 2,65 authentifie la population testée comme étant des monocytes (figure 4). Ils ont ensuite testé le pouvoir discriminant de la banque de données de trois manières différentes. The inventors have thus compared a new sample of purified monocytes with the reference "monocyte" of the databank: the score of 2.65 authenticates the population tested as monocytes (FIG. 4). They then tested the discriminating power of the databank in three different ways.
- Ils ont mélangé à part égale des lymphocytes T et des monocytes (5 x 105 lymphocytes T + 5 x 105 monocytes repris dans 10 pL de PBS) afin d'analyser le spectre qui en résulte. Ils ont identifié de façon certaine, grâce à la comparaison du spectre obtenu avec les références présentes dans la base de données, aussi bien les monocytes que les lymphocytes T (score de 2,25 dans les deux cas). They mixed T lymphocytes and monocytes (5 × 10 5 T cells + 5 × 10 5 monocytes taken up in 10 μl of PBS) equally in order to analyze the resulting spectrum. They have identified with certainty, thanks to the comparison of the spectrum obtained with the references in the database, both monocytes and T cells (score of 2.25 in both cases).
- Les cellules mononucléées du sang périphérique (PBMCs), obtenues directement après gradient de Ficoll, sont constituées pour l'essentiel de monocytes et de lymphocytes T dans une proportion de 1 pour 7. La comparaison du spectre de ces cellules mononucléées (106 PBMCs repris dans 10 pL de PBS) avec les spectres présents dans la base de données permet d'identifier aussi bien les monocytes (avec un score d'identification de 2,08) que les lymphocytes T (avec un score d'identification de 2,02). - Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), obtained directly after the Ficoll gradient, consist essentially of monocytes and T lymphocytes in a proportion of 1 to 7. The comparison of the spectrum of these mononucleated cells (10 6 PBMCs taken up in 10 .mu.l of PBS) with the spectra present in the database makes it possible to identify both the monocytes (with an identification score of 2.08) and the T lymphocytes (with an identification score of 2, 02).
- L'efficacité de la banque de données a également été étudiée sur sang total contenant tous les éléments figurés. La présence d'hématies masque l'identification des autres types cellulaires. Les inventeurs ont donc soumis un échantillon de sang à un bref choc hypotonique qui permet de conserver les leucocytes, mais pas les hématies. Dans ces conditions, ils n'ont identifié avec certitude que les polynucléaires neutrophiles (avec un score d'identification de 2,049). - The effectiveness of the database was also studied on whole blood containing all the figured elements. The presence of red blood cells obscures the identification of other cell types. The inventors have therefore subjected a blood sample to a brief hypotonic shock which makes it possible to preserve the leucocytes, but not the red blood cells. Under these conditions, they only definitively identified neutrophils (with an identification score of 2.049).
Conclusion Conclusion
D'un point de vue pratique, ces résultats montrent que, pour la gestion des prélèvements sanguins, la spectrométrie de masse MALDI- TOF permet d'identifier les lymphocytes T et les monocytes circulants une fois qu'ils sont purifiés sous forme de cellules mononucléées. Les polynucléaires neutrophiles peuvent être, eux, étudiés directement à partir du sang total après une phase de lyse osmotique. Exemple 3 : Identification des profils d'activation des macrophages From a practical point of view, these results show that, for the management of blood samples, MALDI-TOF mass spectrometry can identify T lymphocytes and circulating monocytes once they are purified as mononucleated cells. . The neutrophils can be studied directly from whole blood after an osmotic lysis phase. Example 3 Identification of Activation Profiles of Macrophages
3.1 - Notion d'activation des macrophages 3.1 - Notion of activation of macrophages
Les macrophages résultent de la différenciation des monocytes circulants lorsqu'ils atteignent les tissus. Ils sont au cœur de la réponse immunitaire : ils sont susceptibles de détruire les agents infectieux ou les cellules tumorales ; ils influencent la réponse des lymphocytes qui, en retour, contrôlent leur activité. Les fonctions microbicides et tumoricides des macrophages sont contrôlées par leur microenvironnement. Il a été proposé d'appeler Ml les macrophages pleinement microbicides et tumoricides (macrophages répondant à une cytokine telle que l'interféron (IFN)--) et macrophages M2 les macrophages qui répondent par une voie alterne (réponse à l'interleukine (IL)-4, à l'IL-10 ou au Transforming Growth Factor (TGF)- ■■. Les propriétés fonctionnelles de ces macrophages sont assez diverses puisqu'ils peuvent être peu ou pas microbicides et qu'ils peuvent moduler la réponse immune de façon plus ou moins efficace. On considère qu'il n'existe pas véritablement d'état M2 mais qu'il s'agit d'un continuum d'états. On comprend ainsi que leur déficience ou leur hyperactivité les place au cœur des pathologies infectieuses, tumorales ou inflammatoires. C'est dire également que la caractérisation de l'état d'activation des macrophages est importante pour mieux classer les pathologies, apprécier la réponse aux traitements et avoir une démarche pronostique. 3.2 - Etude de l'activation des macrophages Macrophages result from the differentiation of circulating monocytes when they reach tissues. They are at the heart of the answer immune: they are likely to destroy infectious agents or tumor cells; they influence the response of lymphocytes which, in turn, control their activity. The microbicidal and tumoricidal functions of macrophages are controlled by their microenvironment. It has been proposed to call M1 macrophages fully microbicidal and tumoricidal (macrophages responding to a cytokine such as interferon (IFN) -) and macrophages M2 macrophages that respond by an alternate pathway (response to interleukin (IL -4-, IL-10 or Transforming Growth Factor (TGF) - ■■ The functional properties of these macrophages are quite diverse since they can be of little or no microbicide and can modulate the immune response of more or less effective It is considered that there is no real M2 state but that it is a continuum of states.It is thus understood that their deficiency or hyperactivity places them at the heart of pathologies. infectious, tumoral or inflammatory.This is also to say that the characterization of the activation state of macrophages is important to better classify pathologies, to appreciate the response to treatments and to have a prognostic approach 3.2 - Study of the act ivation of macrophages
Il n'existe pas de marqueurs spécifiques d'un état donné d'activation des macrophages. La classification M1/M2 conduit à identifier des macrophages Ml ou M2 selon l'expression d'un ensemble de marqueurs détectables en cytométrie en flux, technique ELISA, voire en RT-PCR ou "microarray". Aucun de ces marqueurs ne permet cependant une identification absolue. There are no specific markers of a given state of activation of macrophages. The M1 / M2 classification leads to the identification of M1 or M2 macrophages according to the expression of a set of detectable markers in flow cytometry, ELISA technique, or even in RT-PCR or "microarray". None of these markers, however, allows an absolute identification.
Face à la difficulté d'identification des différents états d'activation des macrophages et de l'importance de ces états d'activation en pathologie humaine, les inventeurs, au vu des résultats obtenus en spectrométrie de masse MALDI-TOF sur les cellules circulantes, se sont demandés si une telle approche permet la caractérisation des profils d'activation des macrophages, voire leur classification en macrophages Ml ou M2. Ils ont pour cela étudié les profils d'activation des macrophages en réponse à divers stimuli. In view of the difficulty of identifying the different activation states of macrophages and the importance of these activation states in human pathology, the inventors, in view of the results obtained in MALDI-TOF mass spectrometry on circulating cells, have wondered whether such an approach allows the characterization of macrophage activation profiles, or even their classification into macrophages Ml or M2. They studied macrophage activation patterns in response to various stimuli.
3.3 - Protocole d'activation des macrophages 3.3 - Activation protocol of macrophages
Les monocytes (106 cellules dans une plaque à 6 puits) sont incubés 4 jours dans 3 ml de RPMI 1640 contenant 20 mM HEPES, 2 mM de L-glutamine et 10% de sérum humain AB puis 3 jours supplémentaires en milieu contenant 10% de SVF. La pureté des macrophages (> 90%) est vérifiée par cytométrie en flux en utilisant CD68 comme marqueur spécifique. Les macrophages sont alors stimulés par différentes cytokines telles que l'IFN-- (TebuBio) à 20 ng/ml, l'IL-4, l'IL-10, le TGF--1 (10 ng/ml, R&D Systems) ou le Tumor Necrosis Factor (TNF, 10 ng/ml, Euromedex). Dans certaines expériences, les macrophages sont stimulés avec 1 pg/ml lipopolysaccharide (LPS) préparé à partir de Escherichia coli ou 10 ng/ml peptidoglycane (PGN) préparé à partir de Ba cillus subtilis (Sigma-AIdrich). The monocytes (10 6 cells in a 6-well plate) are incubated for 4 days in 3 ml of RPMI 1640 containing 20 mM HEPES, 2 mM of L-glutamine and 10% of human serum AB and then 3 additional days in medium containing 10% of SVF. The purity of the macrophages (> 90%) is verified by flow cytometry using CD68 as a specific marker. The macrophages are then stimulated by different cytokines such as IFN- (TebuBio) at 20 ng / ml, IL-4, IL-10, TGF-1 (10 ng / ml, R & D Systems) or Tumor Necrosis Factor (TNF, 10 ng / ml, Euromedex). In some experiments, macrophages are stimulated with 1 μg / ml lipopolysaccharide (LPS) prepared from Escherichia coli or 10 ng / ml peptidoglycan (PGN) prepared from Ba cillus subtilis (Sigma-Aldrich).
3.4 - Analyse des spectres des macrophages selon leur état d'activation 3.4 - Analysis of macrophage spectra according to their activation state
3.4.1 - Analyse des spectres des macrophages humains dérivés de monocytes - Les inventeurs ont dans un premier temps analysé le spectre des macrophages obtenus après 7 jours de culture. On observe de nombreux pics dans la gamme des masses moléculaires de 2 à 20 kDa (cf. tableau 5). Le spectre des macrophages quiescents est hautement reproductible puisque les spectres de macrophages différenciés à partir de 5 donneurs de sang sont parfaitement superposables. 3.4.1 - Analysis of the spectra of human macrophages derived from monocytes - The inventors first analyzed the spectrum of macrophages obtained after 7 days of culture. Numerous peaks in the molecular weight range from 2 to 20 kDa are observed (see Table 5). The spectrum of quiescent macrophages is highly reproducible since the spectra of macrophages differentiated from 5 blood donors are perfectly superimposable.
- Dans un second temps, ils ont étudié la stabilité des spectres au cours du temps. Pour cela, ils ont incubé les macrophages différenciés après 7 jours pendant 9, 18, 36 et 48 heures supplémentaires afin de permettre la comparaison avec des macrophages activés par l'IFN-- ou l'IL-4. Les spectres obtenus sont identiques quel que soit le temps d'incubation supplémentaire des macrophages, ce qui autorise la comparaison des différents modes d'activation des macrophages. - In a second time, they studied the stability of spectra over time. For this, they incubated the differentiated macrophages after 7 days for 9, 18, 36 and 48 hours to allow comparison with IFN-or IL-4 activated macrophages. The spectra obtained are identical regardless of the time additional incubation of macrophages, which allows the comparison of different modes of activation of macrophages.
3.4.2 - Analyse des spectres des macrophages activés par l'IFN-- ou l'IL-4 - Les inventeurs ont activé pendant 18 heures les macrophages avec d'une part de l'IFN-- (Tableau 23) connu pour induire un profil Ml et d'autre part de l'IL-4 (Tableau 24) connue, elle, pour induire une polarisation M2. Les doses d'IFN-- et d'IL-4 sont celles qui ont été utilisées dans le laboratoire pour étudier le profil transcriptionnel des macrophages Ml et des macrophages M2. Lorsqu'on compare les spectres des macrophages incubés en présence d'IFN-- ou d'IL-4 pendant 18 heures avec celui des macrophages quiescents (cf. tableau 5), on observe d'importantes différences qui concernent leur masse moléculaire et/ou leur abondance relative. - Les inventeurs ont ensuite évalué la reproductibilité et la spécificité des spectres en utilisant le logiciel ClinProTools 2.2 comme utilisé dans l'exemple 1. Pour cela, ils ont créé pour quatre spectres représentatifs de chaque état des macrophages une représentation bidimensionnelle. On observe que les spectres sont caractéristiques d'un état donné d'activation des macrophages puisqu'ils sont homogènes au sein d'un même état d'activation et qu'ils sont spécifiques de chacun de ces états (figure 5A). En outre, les macrophages activés par l'IL-4 sont à l'opposé des macrophages activés par l'IFN-- comparés aux macrophages quiescents, ce qui laisse supposer que la spectrométrie de masse MALDI-TOF pourrait être utile à la comparaison des macrophages M1/M2. Cette signature spécifique est confirmée par une classification "clustering" hiérarchique créé grâce à l'utilisation du logiciel MeV 4.3 selon la même procédure utilisée dans l'exemple 1 (figure 5B). Cette classification hiérarchique permet d'une part de mettre en évidence la différence entre les trois types de macrophages et d'autre part que les macrophages quiescents sont plus proches des macrophages activés par l'IL-4 qu'ils ne le sont des macrophages activés par l'IFN--. Ces signatures spécifiques ont enfin permis aux inventeurs d'établir un dendogramme selon la même procédure utilisée dans l'exemple 1 (Figure 5C). La "divergence" des macrophages traités par l'IFN-- ou l'IL- 4 a été étudiée au cours du temps (figure 5C, voir également la figure 6C). Le dendogramme contient deux branches spécifiques qui regroupent l'activation par l'IFN-- d'une part et par l'IL-4 d'autre part. L'activation à 18 heures montre des différences sensibles, est optimale à 36 heures et diminue ensuite. C'est la raison pour laquelle les inventeurs n'ont considéré que les deux temps de 18 et 36 heures dans les études suivantes. Ces résultats montrent donc que la polarisation des macrophages en macrophages Ml ou M2 peut être étudiée par spectrométrie de masse MALDI-TOF. 3.4.2 Analysis of IFN-or IL-4-Activated Macrophage Spectra The inventors activated the macrophages for 18 hours with one part of the IFN (Table 23) known to induce a profile Ml and on the other hand of IL-4 (Table 24) known, it, to induce a polarization M2. The doses of IFN- and IL-4 are those that have been used in the laboratory to study the transcriptional profile of M1 macrophages and M2 macrophages. When comparing the macrophage spectra incubated in the presence of IFN- or IL-4 for 18 hours with that of the quiescent macrophages (see Table 5), there are important differences concerning their molecular mass and / or or their relative abundance. The inventors then evaluated the reproducibility and the specificity of the spectra using the ClinProTools 2.2 software as used in example 1. For this, they created for two spectra representative of each state of the macrophages a two-dimensional representation. It is observed that the spectra are characteristic of a given state of macrophage activation since they are homogeneous within the same activation state and that they are specific to each of these states (FIG. 5A). In addition, IL-4-activated macrophages are opposite to IFN-activated macrophages compared to quiescent macrophages, suggesting that MALDI-TOF mass spectrometry may be useful in comparison of IL-4-activated macrophages. macrophages M1 / M2. This specific signature is confirmed by a hierarchical "clustering" classification created by the use of the MeV 4.3 software according to the same procedure used in Example 1 (FIG. 5B). This hierarchical classification makes it possible, on the one hand, to highlight the difference between the three types of macrophages and on the other hand that the quiescent macrophages are closer to the macrophages activated by IL-4 than they are to activated macrophages. by the IFN--. These Specific signatures finally allowed the inventors to establish a dendogram using the same procedure used in Example 1 (Figure 5C). The "divergence" of macrophages treated with IFN- or IL-4 has been studied over time (Figure 5C, see also Figure 6C). The dendogram contains two specific branches that combine activation with IFN-- on the one hand and with IL-4 on the other hand. Activation at 18 hours shows significant differences, is optimal at 36 hours and then decreases. This is the reason why the inventors considered only the two times of 18 and 36 hours in the following studies. These results therefore show that the polarization of macrophages in macrophages M1 or M2 can be studied by MALDI-TOF mass spectrometry.
3.4.3 - Analyse des spectres des macrophages activés par différentes cytokines Les inventeurs se sont demandés si des cytokines connues pour moduler la réponse des macrophages, telles que le TNF, l'IL-10 et le TGF--1, induisent un profil en spectrométrie de masse MALDI-TOF spécifique et si ce profil correspond aux profils Ml et M2 induits respectivement par l'IFN-- et l'IL-4. La localisation et l'intensité relative des pics induites par le TNF, l'IL-10 et le TGF--1 sont données dans respectivement les tableaux 25, 26 et 27. 3.4.3 - Analysis of the Spectra of Macrophages Activated by Different Cytokines The inventors have wondered whether cytokines known to modulate the response of macrophages, such as TNF, IL-10 and TGF-1, induce a profile in vitro. Specific MALDI-TOF mass spectrometry and if this profile corresponds to the M1 and M2 profiles induced respectively by IFN- and IL-4. The location and relative intensity of the peaks induced by TNF, IL-10 and TGF-1 are given in Tables 25, 26 and 27, respectively.
La représentation 2D de l'analyse spectrale montre que l'IL-10 induit une signature relativement proche de celles des macrophages quiescents ou activés par l'IFN-- (figure 6A). Le TNF et le TGF--1 induisent des signatures proches l'une de l'autre et qui ne sont pas très éloignées de la signature induite par l'IL-4. La représentation en classification hiérarchique confirme cette impression visuelle (figure 6B). On ne trouve qu'un seul pic spécifique de l'activation par l'IL-10 (à 8396 Da) bien que le profil général de la réponse à l'IL-10 soit, lui, très spécifique. Deux pics sont spécifiques du TGF--1 (à 2 886 et 2 318 Da) alors que d'autres pics forment la signature spécifique du TNF. Le dendogramme qui résulte de la comparaison des différents inducteurs de la réponse macrophagique comporte deux branches majeures (figure 6C). La première classe ("cluster") regroupe l'IL-10 et l'IFN--. On peut noter que la "distance" entre l'IFN-- et l'IL-10 semble dépendre essentiellement du temps d'incubation de 18 ou 36 heures. La seconde classe regroupe l'IL-4, le TGF--1 et le TNF. De nouveau, la "distance" entre le TGF--1 et le TNF semble dépendre du temps d'incubation. Ces résultats montrent que les macrophages stimulés par des cytokines qui modulent la réponse des macrophages ont des profils différents et des signatures spécifiques en spectrométrie de masse MALDI-TOF et qu'ils peuvent être classés en profil Ml ou M2. The 2D representation of the spectral analysis shows that IL-10 induces a signature relatively close to that of quiescent or IFN-activated macrophages (FIG. 6A). TNF and TGF - 1 induce signatures close to each other and are not very far from the signature induced by IL - 4. The hierarchical classification representation confirms this visual impression (Figure 6B). There is only one specific peak of IL-10 activation (at 8396 Da), although the general pattern of the IL-10 response is very specific. Two peaks are specific for TGF - 1 (at 2886 and 2318 Da) while other peaks form the specific signature of TNF. The dendogram resulting from the comparison of the different inductors of the macrophage response has two major branches (Figure 6C). The first class ("cluster") groups together IL-10 and IFN--. It may be noted that the "distance" between IFN - and IL-10 seems to depend essentially on the 18 or 36 hour incubation time. The second class includes IL-4, TGF-1 and TNF. Again, the "distance" between TGF - 1 and TNF seems to depend on the incubation time. These results show that macrophages stimulated by cytokines that modulate macrophage response have different profiles and specific signatures in MALDI-TOF mass spectrometry and that they can be classified into M1 or M2 profile.
3.4.4 - Analyse des spectres des macrophages activés par différents ligands bactériens, LPS (lipopolysaccharides) et PGN (peptidoglycanes) 3.4.4 - Analysis of macrophage spectra activated by different bacterial ligands, LPS (lipopolysaccharides) and PGN (peptidoglycans)
Les inventeurs se sont enfin demandés si l'interaction entre certains ligands bactériens et les macrophages détermine un profil spectral spécifique et si ces profils sont en relation avec les réponses Ml ou M2. Ils ont ainsi analysé la réponse des macrophages au LPS, présent à la surface des bactéries à gram négatif (tableau 28) et au PGN présent, lui, à la surface des bactéries à gram positif (tableau 29). L'analyse des spectres montre que certains pics sont spécifiques de la réponse des macrophages au PGN alors que d'autres pics sont spécifiques de la réponse des macrophages au LPS. La représentation 2D de l'analyse spectrale montre que le LPS induit une signature relativement proche de celles des macrophages quiescents alors que le PGN induit une signature bien plus éloignée (figure 7A). Ces signatures sont également reproductibles d'un donneur de sang à l'autre (ici, 4 donneurs différents). La représentation en classification hiérarchique (figure 7B) révèle que la réponse des macrophages au LPS est localisée sur la même branche que la réponse à l'IFN-- (profil de type Ml) et que la réponse des macrophages au PGN se trouve "proche" de leur réponse à l'IL-4 (profil de type M2). Ces résultats montrent que la spectrométrie de masse MALDI-TOF permet d'identifier différents états d'activation des macrophages. Il est donc possible par une approche simple, reproductible, peu coûteuse en matériel et aisée à mettre en œuvre de connaître l'état fonctionnel des cellules présentes dans un tissu normal ou pathologique. Cette connaissance peut constituer une aide précieuse au diagnostic et/ou au pronostic des maladies humaines, en particulier infectieuses. The inventors have finally wondered whether the interaction between certain bacterial ligands and macrophages determines a specific spectral profile and whether these profiles are related to the Ml or M2 responses. They thus analyzed the response of macrophages to LPS, present on the surface of gram-negative bacteria (Table 28) and PGN present on the surface of gram-positive bacteria (Table 29). Spectral analysis shows that some peaks are specific for macrophage response to PGN while other peaks are specific for macrophage response to LPS. The 2D representation of the spectral analysis shows that the LPS induces a signature that is relatively close to that of the quiescent macrophages whereas the PGN induces a signature that is far more distant (FIG. 7A). These signatures are also reproducible from one blood donor to another (here, 4 different donors). The hierarchical classification representation (Figure 7B) reveals that the response of macrophages to LPS is localized on the same branch as the response to IFN-- (M1 type profile) and that the response of macrophages to PGN is "close "of their response to the IL-4 (M2 type profile). These results show that MALDI-TOF mass spectrometry makes it possible to identify different activation states of macrophages. It is therefore possible by a simple, reproducible, inexpensive hardware and easy to implement to know the functional state of the cells present in a normal or pathological tissue. This knowledge can be a valuable aid to the diagnosis and / or prognosis of human diseases, especially infectious diseases.
Exemple 4 : Suivi de procédés d'isolement des trophoblastes placentaires Le placenta est un tissu complexe en perpétuelle évolution. Il est constitué essentiellement de trophoblastes et, à un moindre degré, de macrophages et de cellules dendritiques dont le rôle précis n'est pas connu. Le trophoblaste correspond à la couche cellulaire continue formée de fibroblastes qui limite l'œuf, devenu blastocyte au 6° jour après la fécondation. Au cours de l'implantation, le trophoblaste se différencie en deux couches, le syncytiotrophoblaste et le cytotrophoblaste. Les macrophages placentaires sont des macrophages fœtaux qui résident dans le mésenchyme du placenta. Example 4: Follow-up of placental trophoblast isolation processes The placenta is a complex tissue in perpetual evolution. It consists essentially of trophoblasts and, to a lesser degree, macrophages and dendritic cells whose precise role is not known. The trophoblast corresponds to the continuous cellular layer of fibroblasts which limits the egg, which becomes blastocyst at the 6th day after fertilization. During implantation, the trophoblast differentiates into two layers, the syncytiotrophoblast and the cytotrophoblast. Placental macrophages are fetal macrophages that reside in the mesenchyme of the placenta.
4.1 - Isolement de différents types de trophoblastes placentaires Les placentas frais sont recueillis après délivrance vaginale ou à partir de sections césariennes à partir de grossesses non pathologiques et après obtention du consentement des patientes. Les échantillons sont placés sur une surface stérile en plaçant le cordon ombilical vers le bas et la face basale vers le haut. La partie basale qui correspond à la décidua est enlevée du placenta villeux. De grandes coupes d'environ 30 grammes sont pratiquées dans le placenta villeux, placées dans des tubes stériles de 50 ml après différents bains de lavage avec du PBS stérile et pesées. Le tissu est ensuite abondamment rincé avec du PBS afin d'éliminer le maximum de sang possible puis découpé en fragments d'environ 1 mm3. Les fragments de placenta sont incubés dans une solution de digestion (solution saline tamponnée de Hank's contenant 2,5% trypsine/EDTA, DNAse I (100 U/ml), 4,2 mM MgS04 et 25 mM HEPES) sur un agitateur rotatif pendant 45 min à 37°C. Les cellules dissociées sont récupérées et les fragments tissulaires restants sont incubés à deux nouvelles reprises dans une solution de digestion pendant 30 min à 37°C. L'ensemble des cellules dissociées est collecté, centrifugé, dénombré et déposée sur un gradient discontinu de Percoll (25 et 60%) puis centrifugé pendant 20 minutes à 1200 x g. L'anneau cellulaire obtenu à l'interface des deux phases, enrichi en trophoblastes, est récupéré et lavé en PBS. Les trophoblastes sont ensuite sélectionnés en utilisant des billes magnétiques couplées à un anticorps anti- immunoglobulines de souris (Miltenyi Biotec) puis recouvertes d'anticorps de souris dirigés contre la molécule EGF-R ("epidermal growth factor receptor"), un récepteur exprimé à la surface des trophoblastes. Une partie des cellules obtenues après passage sur gradient de Percoll, sélection par anticorps anti-EGF-R est conservée, congelée (106 cellules dans 10 pL PBS) puis testée en spectrométrie de masse MALDI-TOF. 4.1 - Isolation of different types of placental trophoblasts Fresh placentas are collected after vaginal delivery or from caesarean sections from non-pathological pregnancies and after obtaining consent from patients. Samples are placed on a sterile surface by placing the umbilical cord down and the basal face up. The basal part that corresponds to the decidua is removed from the villous placenta. Large sections of about 30 grams are made in the villous placenta, placed in 50 ml sterile tubes after different washings with sterile PBS and weighed. The tissue is then thoroughly rinsed with PBS to remove as much blood as possible and cut into fragments of about 1 mm 3 . The placenta fragments are incubated in a digestion solution (Hank's buffered saline solution containing 2.5% trypsin / EDTA, DNAse I (100 U / ml), 4.2 mM MgSO 4 and 25 mM HEPES) on a rotary shaker for 45 min at 37 ° C. The dissociated cells are recovered and the remaining tissue fragments are incubated two more times in digestion solution for 30 min at 37 ° C. The whole of the dissociated cells is collected, centrifuged, enumerated and deposited on a discontinuous gradient of Percoll (25 and 60%) and then centrifuged for 20 minutes at 1200 × g. The cell ring obtained at the interface of the two phases, enriched in trophoblasts, is recovered and washed in PBS. The trophoblasts are then selected using magnetic beads coupled to an anti-mouse immunoglobulin antibody (Miltenyi Biotec) and then coated with mouse antibodies directed against the EGF-R molecule ("epidermal growth factor receptor"), a receptor expressed at the surface of the trophoblasts. Part of the cells obtained after passage through a Percoll gradient, selection by anti-EGF-R antibody is stored, frozen (10 6 cells in 10 μl PBS) and then tested in MALDI-TOF mass spectrometry.
4.2 - Suivi des étapes de purification des trophoblastes placentaires par spectrométrie de masse MALDI-TOF Le principe général en est donné dans le paragraphe "Pouvoir résolutif de la banque de données" à l'exemple 2, paragraphe 2.1. 4.2 - Follow-up of the steps of purification of placental trophoblasts by MALDI-TOF mass spectrometry The general principle is given in the paragraph "Resolving power of the database" in Example 2, paragraph 2.1.
Les inventeurs ont comparé un échantillon de cellules récupérées après passage sur gradient de Percoll avec le spectre moyen de trophoblastes primaires (cf Tableau 17). Le score de validation calculé en utilisant le logiciel Biotyper 2.0 est de 2,14, ce qui montre qu'il est possible de détecter le type "trophoblaste" dans un échantillon hétérogène. La spectrométrie de masse MALDI-TOF montre ainsi qu'elle peut être utile à la caractérisation d'un type cellulaire au cours de son isolement hors de tout marquage préalable. The inventors compared a sample of cells recovered after Percoll gradient passage with the average spectrum of primary trophoblasts (see Table 17). The validation score calculated using the Biotyper 2.0 software is 2.14, which shows that it is possible to detect the "trophoblast" type in a heterogeneous sample. MALDI-TOF mass spectrometry thus shows that it may be useful for the characterization of a cell type during its isolation out of any prior marking.

Claims

Revendications claims
1. Procédé d'identification d'un type donné de cellules de mammifères dans un échantillon biologique à analyser, susceptible de contenir des cellules de mammifères, caractérisé en ce que l'on réalise les étapes successives dans lesquelles : 1. A method for identifying a given type of mammalian cells in a biological sample to be analyzed, capable of containing mammalian cells, characterized in that the following steps are carried out in which:
1/ on établit au moins un spectre de référence par spectrométrie de masse, dite de type MALDI-TOF ("matrix-assisted-laser-desorption- ionisation-time-of-flight"), d'au moins un échantillon de référence, d'au moins un type donné de cellules de mammifères, ledit échantillon de référence étant constitué de cellules de mammifères entières purifiées contenant au moins 95% de cellules dudit type donné, et 1 / at least one reference spectrum is established by mass spectrometry, called MALDI-TOF ("matrix-assisted-laser-desorption-ionization-time-of-flight"), of at least one reference sample, at least one given type of mammalian cells, said reference sample consisting of purified whole mammalian cells containing at least 95% of cells of said given type, and
2/ on réalise, si nécessaire, l'extraction des cellules entières contenues dans ledit échantillon biologique à analyser pour obtenir un extrait de cellules entières, et 3/ on réalise un spectre par spectrométrie de masse de type2 / the extraction of the whole cells contained in the said biological sample to be analyzed is carried out, if necessary, in order to obtain an extract of whole cells, and 3 / the spectrum is produced by mass spectrometry of the following type;
MALDI-TOF d'un dit extrait de cellules entières obtenu à l'étape 2/, et MALDI-TOF of a said whole cell extract obtained in step 2 /, and
4/ on compare le spectre obtenu à l'étape 3/ avec : 4 / the spectrum obtained in step 3 / is compared with:
4a/ un spectre de référence d'un extrait purifié dudit type donné de cellules de mammifères préalablement réalisé à l'étape 1/, si l'on cherche seulement à identifier si ledit échantillon à analyser comprend un type de cellules de mammifères dudit type donné de cellules de mammifères, ou 4a / a reference spectrum of a purified extract of said given type of mammalian cells previously made in step 1 /, if one only seeks to identify whether said sample to be analyzed comprises a mammalian cell type of said given type mammalian cells, or
4b/ une pluralité de spectres de référence réalisés à l'étape 1/ à partir d'une pluralité d'échantillons de référence d'une pluralité de différents types donnés de cellules eucaryotes, ladite pluralité de spectres de référence comprenant une banque de spectres de référence de différents types donnés de cellules de mammifères, si l'on cherche à identifier si ledit échantillon à analyser comprend un type de cellules de mammifères choisi parmi différents types donnés de cellules de mammifères dont les spectres sont inclus dans ladite banque de spectres de référence, et 4b / a plurality of reference spectra made in step 1 / from a plurality of reference samples of a plurality of different given types of eukaryotic cells, said plurality of reference spectra comprising a spectral library of reference to different given types of mammalian cells, if one seeks to identify whether said sample to be analyzed comprises a mammalian cell type selected from different given types of mammalian cells. mammals whose spectra are included in said bank of reference spectra, and
5/- on identifie un type de cellules de mammifères de l'extrait obtenu à l'étape 2/, provenant dudit échantillon à analyser, de l'une au moins des deux manières suivantes : 5 / - a mammalian cell type of the extract obtained in step 2 /, from said sample to be analyzed, is identified in at least one of two ways:
5a/ soit comme étant identique à un dit type donné de cellules de mammifères, si, lors de l'étape 4/ ci-dessus, on retrouve dans le spectre obtenu à l'étape 3/ l'ensemble des pics caractéristiques d'un dit spectre de référence comprenant au moins 50 pics, de préférence au moins 70 pics, 5a / is identical to a given type of mammalian cells, if, in step 4 / above, is found in the spectrum obtained in step 3 / all the characteristic peaks of a said reference spectrum comprising at least 50 peaks, preferably at least 70 peaks,
5b/ soit comme étant proche d'au moins un dit type donné de cellules de mammifères, en caractérisant la proximité du spectre obtenu à l'étape 3/ par rapport à au moins un dit spectre de référence d'au moins un dit type donné de cellules de mammifères, par détermination du nombre de pics caractéristiques en commun entre le spectre obtenu et celui d'au moins un dit spectre de référence d'au moins un dit type donné de cellules de mammifères. 5b / is as being close to at least one said given type of mammalian cells, by characterizing the proximity of the spectrum obtained in step 3 / with respect to at least one said reference spectrum of at least one said given type mammalian cells, by determining the number of characteristic peaks in common between the spectrum obtained and that of at least one said reference spectrum of at least one said type of mammalian cells.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape 2/ on réalise la séparation des différents types de cellules entières contenues dans ledit extrait de cellules entières, pour obtenir au moins un extrait purifié contenant au moins 95% d'un type de cellules entières. 2. Method according to claim 1, characterized in that, in step 2 / the separation is carried out of the different types of whole cells contained in said whole cell extract, to obtain at least one purified extract containing at least 95% d a type of whole cells.
3. Procédé d'identification selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un spectre d'un type donné de cellules est réalisé à partir d'un extrait cellulaire présentant une concentration cellulaire d'au moins 105 cellules/1 μΙ dudit type de cellules. 3. Identification method according to claim 1 or 2, characterized in that a spectrum of a given type of cells is made from a cell extract having a cell concentration of at least 10 5 cells / 1 μΙ said type of cells.
4. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, aux étapes 1/ et 3/, on ne prend en compte lesdits spectres d'échantillons de référence et spectres d'échantillons à analyser que si lesdits spectres présentent un score de qualité supérieure à 2, ledit score de qualité étant constitué de l'addition des deux notes ni et n2 ayant chacune une valeur de 0 à 6 avec : 4. Identification method according to one of claims 1 to 3, characterized in that, in steps 1 / and 3 /, said spectra of reference samples and spectra of samples to be analyzed are taken into account only if said spectra have a quality score greater than 2, said quality score consisting of the addition of the two notes ni and n2 each having a value of 0 to 6 with:
- ni est la note attribuée en fonction du nombre de pics caractéristiques dudit spectre n, avec . ni = 0 pour n<8 - ni is the score given according to the number of characteristic peaks of said spectrum n, with. ni = 0 for n <8
. ni = 1 pour 8<n<27 . ni = 1 for 8 <n <27
. ni = 2 pour 27<n<43 . ni = 2 for 27 <n <43
. ni = 3 pour 43<n<78 . ni = 3 for 43 <n <78
. ni = 4 pour 78<n<86 . ni = 5 pour 86<n<110 . ni = 4 for 78 <n <86. ni = 5 for 86 <n <110
. ni = 6 pour 110<n, et . ni = 6 for 110 <n, and
- n2 est la note attribué en fonction de la valeur du rapport signal/bruit (Rmax) du pic de plus grande intensité dudit spectre, avec n2 is the score given according to the value of the signal-to-noise ratio (Rmax) of the peak of greater intensity of said spectrum, with
. n2 = 0 pour Rmax<6,8 . n2 = 1 pour 6,8<Rmax<26,8 . n2 = 0 for Rmax <6.8. n2 = 1 for 6.8 <Rmax <26.8
. n2 = 2 pour 26,8<Rmax<52,6 . n2 = 2 for 26.8 <Rmax <52.6
. n2 = 3 pour 52,6<Rmax<208,6 . n2 = 3 for 52.6 <Rmax <208.6
. n2 = 4 pour 208, 2< Rmax<398,6 . n2 = 4 for 208, 2 <Rmax <398.6
. n2 = 5 pour 398,6<Rmax≤l 092,2 . n2 = 6 pour 1 092,2<Rmax. . n2 = 5 for 398.6 <Rmax≤l 092.2. n2 = 6 for 1 092.2 <Rmax.
5. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les pics desdits spectres sont définis par une paire de coordonnées composées d'une abscisse constituée du rapport masse/charge (m/z) compris dans la fourchette de 2 000 à 15 000 Da, la coordonnée en ordonnée étant une intensité relative en unité arbitraire, et on retient dans le spectre au moins les 70 pics de plus grandes intensités. 5. Identification method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the peaks of said spectra are defined by a pair of coordinates composed of an abscissa consisting of the ratio mass / charge (m / z) in the range of 2,000 to 15,000 Da, the ordinate coordinate being a relative intensity in arbitrary units, and retaining in the spectrum at least the 70 peaks of greater intensities.
6. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à6. Identification method according to one of claims 1 to
5, caractérisé en ce que l'on cherche à identifier un type donné de cellules et on réalise desdits spectres de référence pour au moins un type donné de cellules choisi parmi les 22 types de cellules eucaryotes suivants : - monocytes humains 5, characterized in that it seeks to identify a given type of cells and is carried out of said reference spectra for at least one given type of cell selected from the following 22 types of eukaryotic cells: - human monocytes
- lymphocytes T humains - human T lymphocytes
- polynucléaires neutrophiles humains - neutrophilic neutrophils
- hématies humaines - human red blood cells
- macrophages humains différenciés de monocytes - macrophages murins différenciés de moelle osseuse - human macrophages differentiated from monocytes - murine macrophages differentiated from bone marrow
- lignée de cellule humaine myélomonocytaire THP-1 - myelomonocytic human cell line THP-1
- lignée de cellule murine macrophage immature J774 - immature macrophage murine cell line J774
- lignée de cellule canine macrophage DH82 - DH82 macrophage canine cell line
- cellules dendritiques différenciées de monocytes - lignée de cellule humaine C8166de lymphocytes exprimant CCR5 - differentiated monocyte dendritic cells - C8166 human cell line of CCR5 expressing lymphocytes
- lignée de cellule murine de type fibroblastique L929 murine cell line of fibroblastic type L929
- lignée de cellule humaine de type épithélial HeLA - HeLA epithelial human cell line
- lignée de cellule humaine de type épithélial 293T epithelial type human cell line 293T
- lignée de cellule humaine de type trophoblastique JEG - lignée de cellule humaine de type trophoblastique BeWo - human cell line of trophoblastic type JEG BeWo trophoblastic type human cell line
- cellules placentaires de trophoblastes humains placental cells of human trophoblasts
- lignée de cellule XTC-2 de Xenopus laevis - XTC-2 cell line of Xenopus laevis
- cellules d'amibe Acanthamoeba polyphaga - cellules d'amibe Acanthamoeba caste/an// - amoebae cells Acanthamoeba polyphaga - Acanthamoeba amoebae cells caste / year //
- cellules d'amibe Hartmanella vermiformis - Hartmanella vermiformis amoebae cells
- cellules d'amibe Poteriochromonas melhamensis - amoebae cells Poteriochromonas melhamensis
7. Procédé d'identification selon la revendication 6, caractérisé en ce que les spectres de référence des 22 types de cellules eucaryotes comprennent les pics caractéristiques mentionnés dans les tableaux 1 à 22 suivants, dans lesquels les différents pics caractéristiques sont caractérisés par leurs coordonnées en abscisse m/z (Da) et leurs coordonnées en ordonnée d'intensité relative exprimées en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité (%), les valeurs des masses moléculaires m/z pouvant varier jusqu'à ±1 Da de la valeur moyenne mentionnée dans lesdits tableaux, et les valeurs d'intensité relative pouvant varier jusqu'à ±20% de la valeur moyenne d'intensité relative mentionnée dans lesdits tableaux, les spectres étant réalisés par analyse des cellules entières dans une solution de matrice d'acide a- cyano-4-hydroxycinnamique : 7. Identification method according to claim 6, characterized in that the reference spectra of the 22 eukaryotic cell types comprise the characteristic peaks mentioned in the following Tables 1 to 22, in which the different characteristic peaks are characterized by their coordinates in FIG. abscissa m / z (Da) and their ordinates of relative intensity expressed as a percentage of the intensity of the peak of greater intensity (%), the values of the molecular masses m / z being able to vary up to ± 1 Da of the average value mentioned in said tables, and the relative intensity values that can vary up to ± 20% of the mean value of relative intensity mentioned in said tables, the spectra being made by analysis of whole cells in a matrix solution of 4-cyano-4-hydroxycinnamic acid:
Tableau 1 : Analyse du spectre des monocytes humains circulants Table 1: Spectrum Analysis of Circulating Human Monocytes
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Tableau 2 : Analyse du spectre des lymphocytes T humains circulants  Table 2: Analysis of the spectrum of circulating human T lymphocytes
Tableau 3 : Analyse du spectre des polynucléaires neutrophiles humains Table 3: Spectrum Analysis of Human Polynuclear Neutrophils
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Tableau 4 : Ana lyse du spectre des hématies humaines
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Table 4: Ana lysis of the spectrum of human red blood cells
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Tableau 5 : Analyse du spectre des macrophages humains dérivés des monocytes  Table 5: Analysis of the spectrum of human macrophages derived from monocytes
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Tableau 6 : Analyse du spectre des cellules dendritiques différenciées de monocytes humains  Table 6: Dendritic cell spectrum analysis differentiated from human monocytes
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Tableau 7 : Analyse du spectre des macrophages murins dérivés de moelle osseuse  Table 7: Spectrum Analysis of Murine Macrophages Derived from Bone Marrow
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Tableau 8. Analyse du spectre des cellules THPl Table 8. THPl cell spectrum analysis
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Tableau 9 : Analyse du spectre des cellules J774
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Table 9: Spectrum Analysis of J774 Cells
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Tableau 10 : Analyse du spectre des cellules DH82  Table 10: Spectrum Analysis of DH82 Cells
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Tableau 11 : Analyse du spectre des lymphocytes T humains Table 11: Human T-cell Spectrum Analysis
C8166 C8166
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Tableau 12 : Analyse du spectre des cellules L929  Table 12: Spectrum analysis of L929 cells
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Tableau 13 : Analyse du spectre des cellules HeLa
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Table 13: HeLa Cell Spectrum Analysis
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Tableau 14 : Analyse du spectre des cellules 293T
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Table 14: 293T Cell Spectrum Analysis
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Tableau 15 : Analyse du spectre des cellules BeWo
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Table 15: Spectrum Analysis of BeWo Cells
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Tableau 16 : Analyse du spectre des cellules JEG
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Table 16: JEG Cell Spectrum Analysis
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Tableau 17 : Analyse du spectre des trophoblastes placentaires humains  Table 17: Human Plasma Trophoblast Spectrum Analysis
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Tableau 18 : Analyse du spectre des cellules XTC-2
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Table 18: Spectrum Analysis of XTC-2 Cells
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Tableau 19 : Analyse du spectre de cellules d' Acanthamoeba polyphaga  Table 19: Cell spectrum analysis of Acanthamoeba polyphaga
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Tableau 20 : Analyse du spectre de cellules d' Acanthamoeba castellanii  Table 20: Cell Spectrum Analysis of Acanthamoeba castellanii
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Tableau 21 : Analyse du spectre de cellules & Hartmannella vermiformis  Table 21: Cell Spectrum Analysis & Hartmannella vermiformis
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Tableau 22 : Analyse du spectre de cellules Poteriochromonas melhamensis  Table 22: Cell Spectrum Analysis Poteriochromonas melhamensis
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8. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on identifie un type donné de cellules de mammifères, de préférence humaines, choisi parmi les différents types de cellules immunes circulantes consistant dans les monocytes, lymphocytes T, cellules polynucléaires neutrophiles et hématies. 8. Identification method according to one of claims 1 to 7, characterized in that one identifies a given type of cells of mammals, preferably human, selected from the different types of circulating immune cells consisting of monocytes, T cells, neutrophils and red blood cells.
9. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, à l'étape 5/, on identifie un type donné de cellules consistant dans des cellules trophoblastes de tissu placentaire, de préférence humaines. 9. Identification method according to one of claims 1 to 7, characterized in that, in step 5 /, there is identified a given type of cells consisting of placental tissue trophoblast cells, preferably human.
10. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à10. Identification method according to one of claims 1 to
9, caractérisé en ce que, à l'étape 5/, on contrôle la purification ou on assure le suivi de l'avancement de la purification d'une population d'un type donné de cellules de mammifères en comparant le spectre obtenu à partir d'un extrait de type de cellules obtenu en cours de procédé de purification, avec un dit spectre de référence dudit type donné de cellules de mammifères. 9, characterized in that, in step 5 /, the purification is monitored or the progress of the purification of a population of a given type of mammalian cells is monitored by comparing the spectrum obtained from of a cell type extract obtained during the purification process, with a said reference spectrum of said given type of mammalian cells.
11. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à11. Identification method according to one of claims 1 to
10, caractérisé en ce que : 10, characterized in that:
- à l'étape 5/, on cherche à identifier un état d'activation donné par un facteur d'activation donné d'un type donné de cellules de mammifères, et - à l'étape 4/, on réalise l'une des deux étapes 4a/ et 4b/ suivantes, dans lesquelles : in step 5 /, it is sought to identify a given activation state by a given activation factor of a given type of mammalian cells, and in step 4 /, one of the two steps 4a / and 4b / following, in which:
- à l'étape 4a/, on établit une comparaison avec un spectre de référence dudit type donné de cellules de mammifères dans un dit état d'activation donné par un dit facteur d'activation donné, ou - à l'étape 4b/, ladite banque de données de spectres de référence comprend des spectres réalisés à partir d'extraits purifiés de différents types donnés de cellules de mammifères dans différents états donnés d'activation par différents facteurs d'activation donnés. in step 4a /, a comparison is made with a reference spectrum of said given type of mammalian cells in a said activation state given by a given activation factor, or in step 4b /, said reference spectra database comprises spectra made from purified extracts of different given types of mammalian cells in different given activation states by different given activation factors.
12. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à12. Identification method according to one of claims 1 to
11, caractérisé en ce que, à l'étape 5b/, on identifie un état d'activation d'un type de cellules donné, en caractérisant sa proximité par rapport à différents états d'activation, par différents facteurs d'activation, d'un type donné de cellules de mammifères, par caractérisation de la proximité du spectre obtenu à l'étape 3/ par rapport à différents spectres de référence correspondant, respectivement, aux différents états d'activation, par différents facteurs d'activation, dudit type donné de cellules, par détermination du nombre de pics en commun entre le spectre obtenu et celui d'au moins un dit spectre de référence. 11, characterized in that, in step 5b /, an activation state of a given cell type is identified by characterizing its proximity with respect to different activation states by different activation factors, d. a given type of mammalian cells, by characterizing the proximity of the spectrum obtained in step 3 / with respect to different reference spectra respectively corresponding to the different activation states, by different activation factors, of said type given cells, by determining the number of peaks in common between the spectrum obtained and that of at least one said reference spectrum.
13. Procédé d'identification selon l'une des revendications 11 ou13. Identification method according to one of claims 11 or
12, caractérisé en ce que les différents états d'activation donnés par différents facteurs d'activation donnés de types donnés de cellules de mammifères sont des états d'activation de macrophages ou cellules humaines circulantes, telles que des monocytes ou lymphocytes, activés par une cytokine choisie parmi IFN--, TGF--, TNF, IL-4, IL-10 ou par un ligand bactérien tel qu'un lipopolysaccharide (LPS) ou peptidoglycane (PGN). 12, characterized in that the different activation states given by different given activation factors of given types of mammalian cells are activation states of macrophages or circulating human cells, such as monocytes or lymphocytes, activated by a cytokine selected from IFN--, TGF--, TNF, IL-4, IL-10 or a bacterial ligand such as lipopolysaccharide (LPS) or peptidoglycan (PGN).
14. Procédé d'identification selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on cherche à identifier un état d'activation donné d'un macrophage humain par rapport à des états d'activation résultant de traitements pendant 18 heures avec des cytokines choisies parmi IFN--, IL-4, TNF, IL-10, TGF--1, et les ligands bactériens LPS et PGN, par comparaison avec les spectres de référence comprenant les pics mentionnés dans les tableaux 23 à 29 suivants, dans lesquels les différents pics sont caractérisés par leurs coordonnées en abscisse m/z (Da) et leurs coordonnées en ordonnées exprimées en pourcentage de l'intensité du pic de plus grande intensité, les valeurs des masses moléculaires m/z pouvant varier jusqu'à ±1 Da de la valeur moyenne mentionnée dans lesdits tableaux, et les valeurs d'intensité relative pouvant varier jusqu'à ±20% de la valeur moyenne d'intensité relative mentionnée dans lesdits tableaux, les spectres étant réalisés par analyse des cellules entières dans une solution de matrice d'acide a- cyano-4-hydroxycinnamique : 14. Identification method according to claim 13, characterized in that it is sought to identify a given activation state of a human macrophage with respect to activation states resulting from treatments for 18 hours with selected cytokines among IFN--, IL-4, TNF, IL-10, TGF-1, and bacterial ligands LPS and PGN, compared with reference spectra comprising the peaks mentioned in the following Tables 23 to 29, in which the different peaks are characterized by their coordinates in abscissa m / z (Da) and their coordinates in ordinates expressed in percentage of the intensity of the peak of greater intensity, the values of the molecular masses m / z being able to vary up to ± 1 Da of the average value mentioned in said tables, and the relative intensity values that can vary up to ± 20% of the mean value of relative intensity mentioned in said tables, the spectra being made by analysis of whole cells in a solution of α-cyano-4-hydroxycinnamic acid matrix:
Tableau 23 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 20 ng/ml d'IFN- Table 23: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 20 ng / ml of IFN-
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Tableau 24 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 10 ng/ml d'IL-4  Table 24 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of IL-4
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Tableau 25 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heu res avec 10 ng/ml de TN F  Table 25 Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml TNF
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Tableau 26. Spectre des macrophages traités pendant 18 heu res avec 10 ng/ml d'IL-10  Table 26. Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of IL-10
m/z (Da) intensité m/z (Da) intensité m/z (Da) intensité m / z (Da) intensity m / z (Da) intensity m / z (Da) intensity
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Tableau 27 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heures avec 10 ng/ml de TGF--1  Table 27: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml of TGF-1
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Tableau 28 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heu res avec 1 - g/ml de LPS  Table 28: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 1 - g / ml of LPS
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Tableau 29 : Spectre des macrophages traités pendant 18 heu res avec 10 ng/ml PGN  Table 29: Spectrum of macrophages treated for 18 hours with 10 ng / ml PGN
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15. Procédé d'identification selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lesdites cellules de mammifères entières que l'on analyse pour en établir le spectre de masse, étaient congelées et ont été décongelées avant d'en établir ledit spectre de masse.  15. Identification method according to one of claims 1 to 14, characterized in that said whole mammalian cells that are analyzed to establish the mass spectrum, were frozen and thawed before establishing said mass spectrum.
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