L’étude de plus en plus aisée des écosystèmes microbiens – on parle de microbiotes – offre de nouvelles perspectives d’applications, dans des domaines aussi variés que l’agriculture ou la santé humaine ou encore la lutte contre le bioterrorisme, la détection d’agents pathogènes émergents, et la caractérisation de leurs réservoirs.
La métaprotéomique permet d’identifier rapidement le contenu protéique d’un microbiote et de sonder comment il fonctionne. Théoriquement, il est également possible d’établir la diversité des microorganismes qui le composent. Les branches de la vie et niveaux taxonomiques (souche, espèce, genre, famille…) des peptides identifiés par spectrométrie de masse peuvent être déterminés en comparant leurs séquences à celles contenues dans des bases de données moléculaires. Mais il existe des limites. La robustesse et l’exhaustivité de la base de données utilisée influencent directement le résultat, la plupart des peptides étant partagés entre microorganismes. Notamment, plus les bases de données s’enrichissent, plus il devient ardu d’y retrouver ses petits.
Des chercheurs du CEA-Joliot ont développé une méthode mathématique pour identifier les organismes présents dans un microbiote et les doser. Elle consiste à prédire pour chaque organisme vivant le nombre de peptides communs à tous les organismes présents dans la base de données et de considérer que l’ensemble du signal obtenu par spectrométrie de masse pour un microbiote est en fait une combinaison des signatures de tous les organismes qui le composent.
Cette nouvelle méthode d’analyse, qu’ils nomment phylopeptidomique, ouvre de nouveaux horizons pour l’étude des microbiotes et de leur dynamique. La méthode peut s’appliquer aussi bien pour les bactéries, que les archées, ou les eucaryotes. Elle permet une identification sans a priori et rapide de tout organisme vivant, et ce même en mélange complexe. Dans le cadre du programme interministériel de recherche et développement contre le risque terroriste NRBC-E (Nucléaire, Radiologique, Biologique, Chimique et Explosif), les scientifiques développent des applications de cette nouvelle méthode à l’identification sans a priori de tous types d’agents pathogènes.