Analytic correlation filtration: A new tool to reduce analytical complexity of metabolomic datasets

Flash poster 180 secondes session 2 : FP5 (p 61-61) Poster 78 – Associé FP5Metabolomics generates massive and complex data that need dedicated workflows to extract the meaningful information and to enrich our knowledge of biological systems. Redundant different analytical species and the high degree of correlation in datasets is a constraint for the use of data mining and statistical methods. In this context, we developed a new tool to detect analytical correlation into datasets without confounding them with biological correlations. Based on several parameters such as correlation coefficient, retention time and mass information from known isotopes, adducts or fragments, the algorithm principle is to group features coming from the same analyte, and to propose one single representative per group. We chose to compare the present tool to one of the most commonly used free package proposing a grouping method: ‘CAMERA’, using its Galaxy version ‘CAMERA.annotate’ available in Workflow4Metabolomics (W4M; http://workflow4metabolomics.org). To illustrate the ‘Analytic correlation filtration tool’ functionalities, a published dataset available on W4M was used as an example: ‘Sacurine’ (Thevenot et al., 2015).Within the 3,120 ions of the urine dataset, 14% of ions are proposed to be filtered because of analytical redundancies. While CAMERA generated more than 20 groups of more than 10 ions, the proposed tool subdivided them into smaller ones corresponding to individual annotated metabolites, thus demonstrating the efficiency and relevance of the present approach.As a key element in metabolomics data analysis, the tool will be available via the web-based galaxy platform W4M with different output files for network vizualisation and for further data analysis within workflows

Metabolomic and Lipidomic Signatures of Metabolic Syndrome and its Physiological Components in Adults: A Systematic Review

The aim of this work was to conduct a systematic review of human studies on metabolite/lipid biomarkers of metabolic syndrome (MetS) and its components, and provide recommendations for future studies. The search was performed in MEDLINE, EMBASE, EMB Review, CINHAL Complete, PubMed, and on grey literature, for population studies identifying MetS biomarkers from metabolomics/lipidomics. Extracted data included population, design, number of subjects, sex/gender, clinical characteristics and main outcome. Data were collected regarding biological samples, analytical methods, and statistics. Metabolites were compiled by biochemical families including listings of their significant modulations. Finally, results from the different studies were compared. The search yielded 31 eligible studies (2005-2019). A first category of articles identified prevalent and incident MetS biomarkers using mainly targeted metabolomics. Even though the population characteristics were quite homogeneous, results were difficult to compare in terms of modulated metabolites because of the lack of methodological standardization. A second category, focusing on MetS components, allowed comparing more than 300 metabolites, mainly associated with the glycemic component. Finally, this review included also publications studying type 2 diabetes as a whole set of metabolic risks, raising the interest of reporting metabolomics/lipidomics signatures to reflect the metabolic phenotypic spectrum in systems approaches

Biomarqueurs du syndrome métabolique et signatures métaboliques comme outil de caractérisation d’un vieillissement en santé : une revue systématique

BIEN VIEILLIR AU 21ème SIÈCLE SYMPOSIUM SCIENTIFIQUE 109 - SYNDROME MÉTABOLIQUE ET VIEILLISEMENTIntroduction: Le SMet a été reconnu comme faisant partie de la trajectoire du diabète de type 2, précédant mais aussi prédisant son développement et ses complications. Toutefois, il existe encore peu d’information sur la signature métabolique du SMet au cours du vieillissement.Objectif: Une revue systématique, à l’aide d’une méthodologie de référence, a été menée afind’inventorier l’ensemble des métabolites décrits comme biomarqueurs du SMet chez lapersonne âgée.Méthodologie: Le protocole de recherche rigoureux incluait la détermination de concepts détaillés, l’établissement d’une stratégie de recherche reproductible, l’évaluation de la qualité des résultats ainsi qu’une extraction de l’information (population, design expérimental, méthodes analytiques, analyses statistiques). La stratégie a été appliquée à plusieurs bases de données afin de garantir la qualité de la revue.Résultats: La diversité des marqueurs extraits, dépendant des populations étudiées, révèle la pertinence d’utiliser des signatures métaboliques/lipidomiques plutôt que des marqueurs isolés. Elles reflètent davantage le large spectre phénotypique du SMet, permettant d’identifier de nouvelles cibles moléculaires.Conclusion: Dans un contexte de médecine/nutrition de précision, la métabolomique/lipidomique offre l’opportunité de découvrir de nouveaux biomarqueurs spécifiques robustes, permettant une meilleure stratification et prise en charge des personnes âgées

Input of multidimensional phenotyping in the metabolic syndrome stratification

International audienceIntroduction: Metabolic syndrome (MetS) is defined by a cluster of cardio-metabolic factors including obesity, hypertension, dysglycemia, and dyslipidemia. It affects a growing number of persons,in particular older adults often suffering from multiple chronic diseases, and its prevalence is now a public health challenge. In the context of personalized medicine/nutrition, new tools are necessary to bring additional knowledge about MetS etiology, better stratify populations and customise strategies for prevention. Methods: A nested case-control study on MetS was designed within the Quebec Longitudinal Study on Nutrition and Successful Aging (NuAge). It includes 61 cases and 62 controls of similar age (68–82 y.o.), selected among the 853 men. Both targeted and untargeted metabolomic/lipidomic approaches, available within the Metabo-HUB French infrastructure [1], will be performed on serum samples collected at recruitment 2003–2005 (T1) and three years later (T4). Data analysis will be performed using reproducible online Galaxy workflows [2]. Results: The metabolomic/lipidomic data will be processed to identify specific signatures of MetS and its components, and study their stability over time. Then, these data will be analysed for evaluation of a molecular reclassification of the MetS phenotype. Finally, they will be integrated with phenotypic and detailed nutritional data available to better characterize sub-phenotype

Apport d’un phénotypage multidimensionnel dans la stratification du syndrome métabolique.

BIEN VIEILLIR AU 21ème SIÈCLE SYMPOSIUM SCIENTIFIQUE 109 - SYNDROME MÉTABOLIQUE ET VIEILLISEMENTIntroduction: Dans le contexte du développement d’une médecine/nutrition de précision, de nouveaux outils sont nécessaires afin d’approfondir nos connaissances sur l’étiologie du SMet et de personnaliser les stratégies de prévention ou de traitement.Méthodologie: Une étude cas/témoin nichée au sein de l’étude longitudinale québécoise NuAge a été réalisée sur 61 cas et 62 témoins d’âge similaire (68-82 ans), sélectionnés parmi 853 hommes. Des échantillons de sérum, collectés au recrutement (2003-2005) et trois ans plus tard, ont été analysés par dix méthodes métabolomiques/lipidomiques complémentaires de l’infrastructure française metaboHUB. L’ensemble des données ont été traitées grâce à des workflows Galaxy garantissant leur reproductibilité.Résultats: Des signatures spécifiques du SMet et de ses composantes ont été identifiées et leur stabilité évaluée au cours du temps. Ces données permettront une reclassification moléculaire du syndrome. De plus, les données phénotypiques et nutritionnelles des sujets ont été intégrées aux données «omiques» afin de mieux comprendre et caractériser les sous-phénotypes mis en évidence.Conclusion: Cette approche ouvre la porte à une meilleure compréhension des phénotypes métaboliques, résultant des relations complexes entre facteurs intrinsèques et extrinsèques, et au développement de nouveaux outils prédictifs ou diagnostics permettant un meilleur vieillissement

Optimized selection process to identify a metabolic syndrome metabolomic/lipidomic signature in older adults of the NuAge cohort

National audienceIntroduction: Metabolic syndrome (MetS) is characterized by a cluster of risk factors including obesity, metabolic dysregulations such as insulin resistance, hypertension, and dyslipidemia, raising the risk for type 2 diabetes development and its complications. It involves multifaceted processes at multiple levels that are still far from being understood. New tools are therefore necessary to bring new knowledge about MetS, better stratify populations and customise strategies for its prevention and/or reversal. Methods: The Quebec Longitudinal Study on Nutrition and Successful Aging (NuAge) regroups 853 men and 940 women, aged 68–82 at recruitment in 2003–2005 (T1) and followed up annually for three years (T2-T4). In the present study, a nested case-control study on MetS was designed to identify a metabolomic/lipidomic signature of MetS in older men, reflecting its phenotypic spectrum. An optimized participant selection strategy was developed based on presence and number of MetS criteria, including medication, their stability over 3 years, as well as the identification of outliers. Results: The final selection included 123 men, 61 cases and 62 controls, with similar age and partial overlap of values defining MetS. This design is necessary to precisely detect and estimate the amplitude of metabolic deviations among the massive data sets, at an individual metabolite level as well as for a multivariate description. Conclusion: This selection process, optimized to limit cofounding effects, will allow identifying specific metabolomic/lipidomic signatures along with significant features for sample classification. Thus, one complex molecular phenotyping will provide a new approach/tool for a better MetS stratification in elderl

Stimulation of olfactory receptors in cancer cells exacerbates their invasiveness and propensity to generate metastases

International audienc

Evaluation de méthodes statistiques pour l’intégration de données métabolomiques, cliniques et alimentaires

Du fait de la prévalence croissante des maladies métaboliques chroniques, la compréhension de leurs mécanismes et du rôle de la nutrition dans leur développement et leur prévention est aujourd’hui un enjeu majeur. Leur complexité (maladies de systèmes) requiert une approche populationnelle, intégrée et multifactorielle.L’objectif de ce travail est de proposer une stratégie d’intégration de données afin de construire des modèles multidimensionnels, descriptifs ou discriminants de pathologies pour la découverte de biomarqueurs, et de contribuer à une meilleure compréhension des processus physiopathologiques impliqués. Pour cela, cette étude s’est basée sur des données et échantillons biologiques de sujets de la cohorte NuAge du Réseau Québécois de Recherche sur le vieillissement : 123 hommes (68-82 ans) ont été sélectionnés pour une étude cas/témoins (61/62 sujets) du syndrome métabolique. Ils ont été suivis annuellement avec des prélèvements biologiques, la mesure de paramètres cliniques et le recueil de données par questionnaires. Des analyses métabolomiques ont été réalisées par spectrométrie de masse sur des échantillons de sérum collectés en 2003-2005 (T1) et 3 ans plus tard (T4). Trois blocs de données ont ainsi été identifiés : métabolomiques (863 ions), cliniques (29 variables) et alimentaires (41 variables), par temps et par groupe de sujets. Ils ont été analysés avec le logiciel R, simultanément ou deux à deux, après normalisation UV ou Pareto, par des méthodes d’analyses multiblocs, à des fins descriptives (ACP multiblocs et Analyse Factorielle Multiple (AFM)) ou discriminantes (PLS multiblocs). Les résultats sont comparés sur la base de critères statistiques (pourcentage de variance expliquée, Q2, R2, matrice de confusion...) et de leur adéquation aux objectifs biologiques : discrimination cas/témoins, identification de marqueurs, découverte de sous-groupes, adéquation aux connaissances du domaine... Ce travail a permis d’établir une stratégie d’intégration de données pour mettre en oeuvre une approche multidimensionnelle d’étude des pathologies systémique

Promotion of cancer cell invasiveness and metastasis emergence caused by olfactory receptor stimulation.

Olfactory receptors (ORs) are expressed in the olfactory epithelium, where they detect odorants, but also in other tissues with additional functions. Some ORs are even overexpressed in tumor cells. In this study, we identified ORs expressed in enterochromaffin tumor cells by RT-PCR, showing that single cells can co-express several ORs. Some of the receptors identified were already reported in other tumors, but they are orphan (without known ligand), as it is the case for most of the hundreds of human ORs. Thus, genes coding for human ORs with known ligands were transfected into these cells, expressing functional heterologous ORs. The in vitro stimulation of these cells by the corresponding OR odorant agonists promoted cell invasion of collagen gels. Using LNCaP prostate cancer cells, the stimulation of the PSGR (Prostate Specific G protein-coupled Receptor), an endogenously overexpressed OR, by β-ionone, its odorant agonist, resulted in the same phenotypic change. We also showed the involvement of a PI3 kinase γ dependent signaling pathway in this promotion of tumor cell invasiveness triggered by OR stimulation. Finally, after subcutaneous inoculation of LNCaP cells into NSG immunodeficient mice, the in vivo stimulation of these cells by the PSGR agonist β-ionone significantly enhanced metastasis emergence and spreading

Technological developments and opportunities with Workflow4Metabolomics

Technological developments and opportunities with Workflow4Metabolomics. European RFMF Metabomeeting 202