Un nouveau workflow pour encore plus de sensibilité: le DIA

Parmi les techniques d’acquisition de données utilisées en spectrométrie de masse, les deux plus populaires sont l’acquisition dépendante des données (DDA) et l’acquisition indépendante des données (DIA).

Qu’est-ce que le DDA en Spectrométrie de Masse ?

Dans cette approche, les ions (peptides) sont sélectionnés pour la fragmentation en fonction de leur intensité. Le spectromètre de masse isole un petit nombre d’ions de l’échantillon, puis les fragmente en peptides plus petits, produisant ainsi un spectre MS/MS qui peut être utilisé pour interroger des banques de données protéiques et remonter ainsi à l’identité de la protéine dont provient le peptide. Les critères de sélection des ions pour la fragmentation sont principalement basés sur leur intensité, les ions les plus abondants étant privilégiés. Une fois les ions choisis correctement fragmentés, le spectromètre de masse passe au lot suivant d’ions, répétant le processus jusqu’à ce qu’un nombre suffisant de peptides ait été identifié et quantifié.

Qu’est-ce que le DIA en Spectrométrie de Masse ?

Le DIA consiste à fragmenter chaque ion analyte présent dans un échantillon, puis à mesurer les rapports masse-sur-charge (m/z) correspondants. Cela génère comme précédemment un spectre « MS/MS », mais, contrairement à l’acquisition dépendante des données (DDA), où l’instrument sélectionne des ions spécifiques à fragmenter en fonction de leur intensité ou de leur abondance, le DIA capture tous les ions fragmentés dans une plage m/z prédéfinie. Cela permet la détection et la quantification de chaque analyte détectable dans l’échantillon, indépendamment de leur niveau d’abondance ou de leur valeur m/z.

Pourquoi le DIA est-il meilleur que le DDA ?

Le DIA est supérieur pour l’analyse d’échantillons protéomiques complexes en raison, notamment de sa capacité à détecter les peptides à faible abondance, de sa spécificité accrue et de sa plus grande reproductibilité.

Comment les données de DIA sont-elles traitées ?

Les données DIA (Acquisition Indépendante des Données) en spectrométrie de masse nécessitent des algorithmes adaptés, tels que Chimerys, pour plusieurs raisons :

• Les spectres MS/MS sont des spectres chimères d’une complexité importante qui nécessitent la puissance d’algorithmes de nouvelle génération pour déconvoluer et extraire un maximum de séquences de peptides différents à partir d’un seul spectre MS/MS
• Chimerys s’appuie pour cela sur l’Intelligence Artificielle pour prédire à la fois la nature et l’intensité des ions fragments attendus d’une séquence peptidique ainsi que pour prédire le temps de rétention du peptide en question
• Chimerys évalue la contribution des différents peptides au sein de chaque spectre MS/MS et extrait ainsi une information quantitative pour chacun de ces peptides
• Ces informations quantitatives peuvent être exploitées pour comparer les protéomes de conditions analytiques différentes par la technique label-free par exemple

Quels sont les inconvénients du workflow analytique DIA-Chimerys ?

Chimerys s’appuyant sur un entraînement algorithmique à partir de datasets prédéfinis, il est aujourd’hui limité à un nombre restreint de modifications post-traductionnelle qui exclut son utilisation pour des projets de caractérisation structurale des protéines. Les prochaines versions de l’outil n’auront de cesse d’élargir les modifications post-traductionnelles autorisées.

Quels sont les avantages du workflow analytique DIA-Chimerys ?

Le nouveau workflow disponible à Bordeaux Proteome offre aux biologistes une meilleure sensibilité et une plus grande profondeur d’analyse tant du point de vue quantitatif que qualitatif car la détection d’un plus grand nombre de peptide améliore la qualité et la précision de la quantification elle-même.