EP3234190A2 - Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn - Google Patents

Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn

Info

Publication number
EP3234190A2
EP3234190A2 EP15823664.6A EP15823664A EP3234190A2 EP 3234190 A2 EP3234190 A2 EP 3234190A2 EP 15823664 A EP15823664 A EP 15823664A EP 3234190 A2 EP3234190 A2 EP 3234190A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
disease
seq
crohn
subject
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15823664.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Catherine JUSTE
Joël DORE
Alain Guillot
Christine CARAPITO
Alvaro Sebastian VACA JACOME
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Universite de Strasbourg
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National de la Recherche Agronomique INRA
Universite de Strasbourg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut National de la Recherche Agronomique INRA, Universite de Strasbourg filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3234190A2 publication Critical patent/EP3234190A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6893—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids related to diseases not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/06—Gastro-intestinal diseases
    • G01N2800/065—Bowel diseases, e.g. Crohn, ulcerative colitis, IBS
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/52—Predicting or monitoring the response to treatment, e.g. for selection of therapy based on assay results in personalised medicine; Prognosis

Definitions

  • the invention relates to the field of medicine and relates more particularly to the diagnosis of Crohn's disease. It identifies for the first time specific markers of Crohn's disease in Inflammatory Bowel Diseases (IBD) as well as specific compounds for their detection.
  • IBD Inflammatory Bowel Diseases
  • the invention also relates to methods for detecting, diagnosing and monitoring the course of Crohn's disease as well as methods for evaluating the efficacy of a treatment directed against this disease, and diagnostic compositions and kits. usable for the implementation of these methods.
  • IBD Inflammatory bowel disease
  • Crohn's disease and ulcerative colitis two diseases that are characterized by inflammation of the lining of part of the digestive tract associated with systemic hyperactivity. digestive immune system.
  • Crohn's disease is a IBD that can reach any segment of the digestive tract, from the mouth to the anus. This pathology can affect the intestine, and more particularly the terminal ileum (ileitis) and the right colon (colitis), and can be accompanied by extra-intestinal manifestations (articular, cutaneous, ocular, etc.). All layers of the intestinal wall, from the mucosa to the serosa, can then be reached. Crohn's disease can occur at any age in life, including in young children, with however the highest incidence in the second or third decade of life, and a trend towards more sex patients feminine. Crohn's disease will evolve throughout life with inflammatory attacks whose frequency, intensity and duration are unpredictable and highly variable from one patient to another.
  • Crohn's disease affects the quality of life, calls for personalized treatments that are both restrictive and expensive but unfortunately never curative and often associated with adverse effects that contribute to the deterioration of the quality of life.
  • Periods of hospitalization can be frequent and nearly 80% of patients will one day resort to surgery. Only less than 5% of them will be free of endoscopic lesions ten years after the operation (Peyrin-Biroulet et al, 2010).
  • the relative risk of colorectal and small intestine cancers as well as the age-adjusted risk of death are significantly increased in Crohn's disease-affected subjects.
  • the cost for the The health care system for the care of patients with Crohn's disease in Europe is estimated at 3 billion euros, excluding biological treatments and indirect costs (Juillerat et al, 2010).
  • Mangin et al 2004, Manichanh et al, 2006, Kleessen et al, 2002, Scanlan et al, 2006 and Gophna et al, 2006) associated with inappropriate intestinal mucosal immune system activation (Laroux et al, 2001; 2008, Landers et al, 2002).
  • thiopurines immunosuppressants
  • lymphomas Bosset et al, 2009, Peyrin-Biroulet et al, 2011, Sokol et al, 2009.
  • the long-term risks of biological treatments are still poorly understood.
  • the provision of an effective diagnostic test, especially early, would allow patients to be taken care of at the beginning of the disease, thus limiting the risks of severe complications and irreversible lesions.
  • Crohn's disease is detected in the child or adolescent
  • the initial care may be simply nutritional.
  • An example of a dietetic food for medical use used in this context is Modulen® (oral complete food containing including TGF beta regulator of the immune response).
  • the inventors were able to highlight the absence or the presence in quantity Abnormally low markers in the digestive system of patients with Crohn's disease in remission or outpatient flares.
  • preferred markers, of bacterial origin correspond to the amino acid sequences SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and fragments of said amino acid sequences, and nucleic acid sequences encoding said amino acid sequences and fragments of said sequences.
  • a compound binding all or part of a bacterium expressing a peptide sequence comprising an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and a fragment of these, or comprising a nucleic acid encoding said peptic sequence and a kit, in particular a diagnostic kit, comprising such a compound and at least one means for revealing the binding of said compound to all or part of the bacterium, and as their use to search for possible Crohn's disease in a subject or to follow the progress of Crohn's disease in a subject treated against said Crohn's disease.
  • a diagnostic composition comprising at least one compound as described herein and a pharmaceutically acceptable carrier, and a kit, particularly a diagnostic kit, comprising such a composition and at least one disclosure means of the present invention. binding of said compound to all or part of the bacterium, as well as their use to search for possible Crohn's disease in a subject or to follow the evolution of Crohn's disease in a subject treated against said Crohn's disease.
  • the present text also describes the use of a diagnostic kit for preparing a diagnostic composition according to the invention or for obtaining information useful for the diagnosis of Crohn's disease.
  • Another subject of the invention relates to a method for detecting the possible presence in a biological sample of a test subject for Crohn's disease of at least one bacterium expressing a peptide sequence comprising an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and a fragment thereof, or comprising a nucleic acid encoding said peptic sequence, or a portion of said bacterium.
  • a method of diagnosis of Crohn's disease comprising the in vitro or ex vivo implementation of a detection method according to the invention on a biological sample from a subject to be tested is also described. It is characterized in that the absence of bacteria or part thereof, or the detection of bacteria or parts thereof, in an amount less than a control value within the sample, can diagnose disease of Crohn in said subject, the presence within the sample of bacteria or parts thereof in an amount greater than said control value allowing on the contrary to exclude the existence of Crohn's disease in said subject.
  • This method comprises the implementation in vitro or ex vivo of a detection method according to the invention on a biological sample from a subject treated against Crohn's disease, the appearance or an increase in the amount of bacteria or parts thereof which reveal the effectiveness of said treatment, and the disappearance or decrease in the amount of bacteria or parts thereof, revealing otherwise the ineffectiveness of said treatment, when compared to a control value, for example when compared to the amount of bacteria or parts thereof detected in said subject before said subject has been treated for Crohn's disease.
  • the present invention relates to biological markers of Crohn's disease, in particular markers of bacterial origin, allowing the relevant diagnosis of this disease in a subject, the monitoring of its evolution and the verification of the effectiveness of a directed treatment. against this one.
  • the invention also relates to the methods for detecting these markers and the tools for carrying out these methods, typically the compounds (preferably the detectable compounds) binding said markers.
  • the inventors have revealed the presence in significant quantities in the digestive system of subjects not suffering from Crohn's disease (also identified as "healthy subjects” in the present text), markers, in particular markers of bacterial origin, and have demonstrated their presence in very small quantities or even in an undetectable quantity in subjects suffering from Crohn's disease.
  • the invention thus describes, for the first time and in a particularly advantageous manner, methods for diagnosing Crohn's disease, monitoring the evolution and / or efficacy of a treatment directed against Crohn's disease, based on the measurement in a biological sample of a test subject of at least one marker as described in the present text.
  • the marker of interest is preferably a bacterium expressing a peptide sequence comprising an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and a fragment thereof (ie a fragment of one of said SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3) or comprising a nucleic acid encoding said peptide sequence or said fragment thereof.
  • the marker of interest typically corresponds to a portion of said bacterium, which may be, for example, an amino acid sequence or a nucleic acid sequence as described herein.
  • the present description also provides the tools for implementing said methods.
  • Chronic ulcerative colitis typically refers to the persistent inflammation of the walls and deep layers of the digestive tract of a subject. This inflammation can be characterized by local thickening of the intestinal walls as well as by cracks and wounds. It is often associated with intestinal disorders, diarrhea, fever or intense fatigue. In some cases, non-digestive symptoms may occur and occur at the joint, skin and / or ocular level. It is mainly characterized by attacks of abdominal pain and diarrhea, which can last several weeks or months. Fatigue, weight loss and even undernutrition can then occur. The disease evolves through periods of remission that can last several months. Sometimes the symptoms of a recurrence (or crisis) are so intense (inability to eat, haemorrhage, diarrhea, etc.) that hospitalization becomes necessary.
  • the "early stage" of Crohn's disease is typically associated with the symptoms conventionally found in both chronic digestive disorders and inflammatory bowel diseases, which include abdominal pain, diarrhea, rectal bleeding, weight loss, fatigue and fever.
  • subject means an animal, typically a human or non-human mammal, preferably a human being.
  • Particular populations of subjects correspond to subjects with a predisposition to the development of Crohn's disease (which may be the result, for example, of a family history of chronic inflammatory bowel disease (IBD) or even Crohn's disease) or to suspected subjects of Crohn's disease. suffer from the disease of Crohn for any other reason.
  • Another particular population of subjects is those with no known symptoms or predisposition.
  • a subject preferentially targeted by the present invention has chronic digestive disorders or chronic inflammatory disease of the ungraded bowel (i.e. not specifically identified).
  • the present invention results from the identification and characterization by the inventors of biological markers or "biomarkers" characteristic of Crohn's disease. These markers make it possible to diagnose or to exclude with certainty the existence of Crohn's disease in a subject and have the advantage of being able to be assayed from non-invasive samples, typically from a sample comprising feces and / or faecal water, as explained below.
  • the invention thus describes efficient biological markers, in particular nucleic acids, proteins, polypeptides, peptides or peptide combinations, typically of bacterial origin, that can be used to diagnose Crohn's disease as early as possible.
  • Each of the markers according to the invention also advantageously makes it possible to distinguish Crohn's disease from other IBD, and in particular from ulcerative colitis.
  • bacterium is understood in the broad sense and typically corresponds to the bacterium having retained its integrity or to a mixture of bacteria having retained their integrity.
  • a preferred bacterium within the meaning of the invention expresses a peptide sequence comprising an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and a fragment thereof (ie a fragment of one of said SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3) or comprises a nucleic acid encoding said peptide sequence or said fragment thereof.
  • part of bacteria is meant any molecule or amino acid sequence or nucleic acid (nucleotide sequence) from a bacterium of interest, for example the bacterium Alkaliphilus oremlandii, preferably a bacterium of the genus Oscillibacter, or of several bacteria of interest, and capable of being recognized by a compound of the invention.
  • bacterium of interest for example the bacterium Alkaliphilus oremlandii, preferably a bacterium of the genus Oscillibacter, or of several bacteria of interest, and capable of being recognized by a compound of the invention.
  • markers or biomarkers
  • the part of the bacterium used as a marker corresponds to a molecule or amino acid sequence, typically selected from a naturally occurring protein, polypeptide, peptide or combination of peptides (eg peptide complex). or artificial.
  • This molecule may correspond to a fragment of capsule, cell wall, plasma membrane, flagella or endospore or to an element of the cytoplasm characteristic of one or more bacteria of interest.
  • the marker corresponds, for example, to an extracellular structure, or to a polysaccharide portion of the outer wall. Markers comprising amino acids from the bacterium (s) of interest are preferably peptides, polypeptides or proteins found on the extracellular portion of a bacterium, typically "exposed" on the bacterial wall.
  • these bacteria are likely to be easily detected with or without alteration of the bacterial wall.
  • a preferred polypeptide label comprises, or consists of, a sequence selected from SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, even more preferably SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3, and a fragment of either of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3.
  • peptide markers of interest correspond to markers comprising, or consisting of, a sequence selected from SEQ ID NO: 4 (AEVATIIYR), SEQ ID NO: 5 (IYTADVAK), SEQ ID NO: 6 (SGLYATYNK), SEQ ID NO: 7 (TTDLNAPASR), SEQ ID NO: 8 (ELVAELLFQGIQK), SEQ ID NO: 9 (GYEDGSFQPK), SEQ ID NO: 10 (GVDLNAPASR), SEQ ID NO: 11 (VLGNAAPTLGYK), SEQ ID NO: 12 ( WTYNVGDK) and SEQ ID NO: 13 (YGTINPLATTSYVGAQGR), or a combination of several of said peptides.
  • SEQ ID NO: 4 AEVATIIYR
  • SEQ ID NO: 5 IYTADVAK
  • SEQ ID NO: 6 SGLYATYNK
  • SEQ ID NO: 7 TTDLNAPASR
  • SEQ ID NO: 8 ELVAELLFQGIQK
  • a preferred peptide tag comprises, or consists of, a sequence selected from SEQ ID NO: 8 (ELVAELLFQGIQK), SEQ ID NO: 11 (VLGNAAPTLGYK) and SEQ ID NO: 13 (YGTINPLATTSYVGAQGR), or a combination of a plurality of said peptides.
  • the target peptide combination used comprises or consists of a sequence selected from SEQ ID NO 8, SEQ ID NO 11, SEQ ID NO 13 or a combination thereof.
  • the part of the bacterium (s) of interest is a molecule of nucleic acid in the form of a molecule.
  • the nucleic acid sequence is for example a gene from a bacterium of interest.
  • the nucleic acid sequences used include, or consist of, an mRNA sequence selected from SEQ ID Nos. 14, 15 or 16 in a preferred manner.
  • the nucleic acids of sequences SEQ ID Nos. 14-16 have in particular been identified by the inventors from biological samples from healthy subjects or subjects suffering from Crohn's disease, by genome analysis techniques (such as explained in the experimental part of the present description).
  • Another subject of the invention relates to a compound binding all or part of a marker of interest, typically all or part of a bacterium of interest, preferably of a bacterium of the genus Oscillibacter.
  • a bacterium-binding compound means a compound comprising, or consisting of, a molecule binding all or part of a bacterium, said molecule being typically selected from a molecule consisting of amino acids such as a protein, a peptide, a combination of peptides or a polypeptide; a nucleic acid such as a DNA molecule, an RNA molecule or a plasmid; an antibody; a sugar, for example an oligosaccharide or a polysaccharide; and any mixture thereof such as for example a peptidoglycan.
  • the compound When it is of peptide nature, ie when it comprises a peptide, the compound may advantageously be in acetylated form, methylated, phosphorylated, glycosylated or fused to another protein, peptide and polypeptide according to techniques well known to those skilled in the art.
  • the compound When it comprises, or consists of, a nucleic acid, the compound may be advantageously inserted into a DNA fragment, or into a cloning vector.
  • the compound consists of an antibody.
  • the compound consists of a peptide construct, preferably selected from a fusion protein and a recombinant protein.
  • the compound consists of a nucleic acid sequence which can be, for example, in the form of an aptamer.
  • a preferred compound according to the invention binds at least one biological marker within the meaning of the invention from a bacterium of interest, typically a nucleic acid molecule or a molecule comprising amino acids.
  • a compound is for example selected from a molecule consisting of amino acids such as a protein, a peptide, a combination of peptides or a polypeptide; a nucleic acid such as a DNA molecule, an RNA molecule or a plasmid; an antibody; a sugar, for example an oligosaccharide or a polysaccharide; and any mixture thereof such as for example a peptidoglycan.
  • the compound according to the invention binding at least one biological marker within the meaning of the invention comprises, or consists of, a construct comprising a peptide or a nucleic acid binding all or part of the 'interest.
  • the construct, when it comprises a peptide is preferably selected from a fusion protein or a recombinant protein, typically derived from molecular engineering and obtained according to methods well known to those skilled in the art.
  • a preferred compound binds, or is capable of binding, a marker corresponding to an amino acid molecule from a bacterium of interest.
  • the amino acid molecules preferably used as targets comprise, or consist of, a sequence selected from SEQ ID NO 1, SEQ ID NO 2 and SEQ ID NO 3. These protein markers have been identified by the inventors from biological samples from healthy subjects or subjects suffering from Crohn's disease by proteome analysis techniques known to those skilled in the art.
  • a particularly preferred compound binds a polypeptide comprising, or consisting of, a sequence selected from SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3.
  • Another preferred compound binds a peptide comprising, or consisting of, a sequence selected from SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO. : 9, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12 and SEQ ID NO: 13.
  • a particularly preferred compound binds a peptide comprising, or consisting of, a sequence selected from SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 13.
  • the compound according to the invention binding at least one biological marker within the meaning of the invention comprising amino acids comprises or consists of an antibody or an antibody fragment or derivative.
  • the ligand is an antibody specific for the amino acid molecule, a fragment of such an antibody (for example an Fab, Fab ', CDR, etc.), or a derivative of such an antibody (for example a single-chain antibody, ScFv, nanobodies, etc.).
  • the ligand is typically immobilized on a support, such as a slide, ball, column, plate, etc. The presence or amount of the target molecule in the sample can be detected / measured by demonstrating a complex between the target and one of its ligands.
  • the ligand can be labeled to facilitate detection.
  • a second revealing ligand may also be used. Immunological techniques that can be used and are well known are ELISA, RIA, etc. If necessary, the amount of peptide, polypeptide or protein detected can be compared to a control value, for example to a control value observed in subjects who do not have Crohn's disease.
  • Antibodies specific for the markers according to the invention may be produced by conventional techniques, in particular by immunization of a non-human animal with an immunogen comprising the peptide, polypeptide or protein marker (or an immunogenic fragment thereof), and recovery of antibodies (polyclonal) or producer cells (to produce monoclonal antibodies). Techniques for producing poly- or monoclonal antibodies, ScFv fragments, human or humanized antibodies are described for example in Harlow et al. [Antibodies: A laboratory Manual, CSH Press, 1988]; Ward et al. [Nature 341 (1989) 544]; Bird et al.
  • the immunogen can be synthetically manufactured, or by expression, in a suitable host, of a target nucleic acid as defined above.
  • a suitable host of a target nucleic acid as defined above.
  • these compounds bind, or are capable of binding, a bacterium of interest, or a part thereof (for example a gene, a protein, a polypeptide, a peptide or a combination of peptides) .
  • the subject of the invention is a compound as described in the present text linked to a detectable marker.
  • This detectable marker is used for the visualization, or even the quantification of the marker of interest.
  • this detectable marker is selected from a ball, a fluorophore, a chemiluminescent moiety, a stable isotope, a particle (eg, a nanoparticle) such as a magnetic particle or an imageable metal particle.
  • This detectable marker can be readily selected by those skilled in the art depending on the nature of the target biological marker.
  • the invention also relates to compositions comprising at least one compound as described herein, typically a compound binding at least one biological marker within the meaning of the invention, and their uses.
  • a diagnostic composition comprising at least one compound according to the invention, and a pharmaceutically acceptable carrier is thus advantageously described.
  • a pharmaceutically acceptable carrier may be, for example, a substance selected from an excipient, a carrier, an adjuvant, a buffer, conventionally used with the detection or diagnostic tools.
  • the choice of such supports depends essentially on the method of detection or diagnosis used.
  • the invention typically relates to a compound according to the invention and a diagnostic composition comprising such a compound, for use in screening a subject for possible Crohn's disease, preferably at the earliest possible stage, from a sample. from said subject.
  • the invention further relates to the use of the compound (s) of the invention for monitoring the course of Crohn's disease typically in a subject treated against this disease.
  • the term "biological sample” refers to any biological sample from the test subject, preferably a sample containing nucleic acids, proteins or fragments thereof.
  • a typical sample includes for example fluids, tissues, cells, proteins, nucleic acids.
  • the sample according to the invention can be obtained by any technique known per se, for example by sampling, by non-invasive techniques, from collections or sample banks.
  • the sample typically corresponds to a sample for studying the intestinal microbiota.
  • Such a sample preferably comprises fecal matter (saddle) and / or faecal water.
  • the sample may also consist of a biopsy (or operative specimen) of, or comprise, intestinal epithelial tissue or intestinal mucus.
  • the sample is a sample of fresh material or a sample of frozen material.
  • the sample may also be pre-treated to facilitate accessibility to the target molecules, for example by lysis (mechanical, chemical, enzymatic, etc.), purification, centrifugation, separation, etc.
  • the sample can also be labeled (fluorescent, radioactive, luminescent, chemical, enzymatic, etc.), in order to be detected more easily.
  • the detectable label is preferably selected from a bead, an inorganic particle, for example a metal particle, a fluorophore, a chemiluminescent moiety and a stable isotope. Techniques for cell lysis, concentration or dilution of nucleic acids or proteins are well known to those skilled in the art.
  • the invention is aimed in particular at detecting genes, peptides, polypeptides or proteins derived from, and preferably characteristic of, the bacterium (s) of interest.
  • the invention also relates to a diagnostic kit comprising at least one compound or at least one composition according to the invention and at least one means for revealing or detecting the binding of said compound to all or part of a bacterium of interest .
  • the kit according to the invention comprises at least one antibody specific for a marker of Crohn's disease as described herein and one or more reagents and / or detection buffers.
  • the kit according to the invention comprises specific reagents allowing the detection of AR, of DNA, typically of cDNA, or of a protein or protein fragment (for example oligonucleotide probes, primers). or antibodies).
  • the kit contains all necessary and sufficient components to conduct the detection, including all controls, testing protocol, and if necessary, software for analysis and presentation of results.
  • Kits may also include, for example, PCR buffers and enzymes, positive control sequences, reaction control primers, and instructions for amplifying or detecting specific sequences.
  • kits may be used to detect all or part of one or more bacteria of interest and / or to dose said one or more bacteria in a biological sample, in particular to look for possible Crohn's disease in a subject, in particular to differentiate Crohn's disease patients from those with ulcerative colitis, or to obtain information useful for the diagnosis of Crohn's disease, or to follow evolution of Crohn's disease in a subject treated against this disease.
  • the diagnostic kit is a kit comprising means for implementing an ELISA test or a Western-blot.
  • the diagnostic kit contains a means for detecting one or more parts of the bacterium of interest, the detection means corresponding in particular to one or more polyclonal or monoclonal antibodies.
  • the present text also relates to a kit for preparing a diagnostic composition as described herein.
  • the invention advantageously makes it possible to detect the presence of Crohn's disease in a subject, and, once diagnosed, to follow its evolution.
  • a particularly advantageous object of the invention lies in a method for detecting the possible presence in a biological sample of a test subject, typically a test subject for Crohn's disease, of at least one bacterium of interest or part thereof, for example several parts thereof (separately or relatively to each other).
  • the presence and / or structure of the markers of interest can be detected / analyzed using techniques known to those skilled in the art, typically using targeted quantitative proteomic technologies.
  • a preferred method uses mass spectrometry ("MS” or “MS”).
  • MS mass spectrometry
  • SRM for "Selected Reaction Monitoring”
  • SRM technology with labeling of the peptides of interest, preferably peptides SEQ ID NO: 4 to SEQ ID NO: 13 is advantageously implemented.
  • the method makes it possible to very precisely quantify the abundance of the proteins SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 3 in several different samples.
  • Another particularly advantageous object of the invention lies in a method for detecting the possible presence in a biological sample of a test subject of a marker of interest, typically at least one bacterium of interest or part of this one, comprising:
  • the method comprises determining the presence or (relative) amount of amino acid molecule (s) (peptide, polypeptide or protein) as a marker from the bacterium of interest.
  • s amino acid molecule
  • the detection or the determination of such an amino acid molecule in a sample can be carried out by any technique known to those skilled in the art. This detection is preferably carried out using a compound according to the invention capable of binding all or part of the bacterium of interest as described above.
  • the method comprises bringing into contact, under conditions permitting hybridization between complementary sequences, the biological sample of the test subject, or nucleic acids extracted from said biological sample, and a set of probes specific for the target molecules (biomarkers) identified by the inventors to obtain a hybridization profile, the hybridization profile being characteristic of the presence of Crohn's disease in this subject, or ⁇ (inefficiency of the treatment applied to the subject where appropriate.
  • RNA samples are useful in the present invention, such as, for example, Northern blotting, selective hybridization, the use of probed oligonucleotide-coated supports, amplification nucleic acid as for example by RT-PCR, quantitative PCR or ligation-PCR, etc.
  • a nucleic probe eg an oligonucleotide
  • a nucleic probe capable of selectively or specifically detecting the target nucleic acid in the sample.
  • the amplification can be carried out according to various methods known to those skilled in the art, such as PCR, CSF, transcription-mediated amplification (TMA), strand displacement amplification (SDA), NASBA, use of allele-specific oligonucleotides (ASO), allele-specific amplification, Southern blotting, SSCA conformational analysis, in situ hybridization (eg, FISH), gel migration, assay heteroduplexes, etc.
  • the amount of nucleic acid detected can be compared to a control value, for example a median or average value observed in patients who do not have Crohn's disease.
  • the method comprises the detection of the presence or absence or the (relative) amount of nucleic acid molecules.
  • nucleic probes preferably immobilized on a support, such as a solid or semi-solid support having at least one surface, flat or not, allowing the immobilization of nucleic probes.
  • a support such as a solid or semi-solid support having at least one surface, flat or not.
  • Such supports are for example a blade, ball, membrane, filter, column, plate, etc. They can be made of any compatible material, such as glass, silica, plastic, fiber, metal, polymer, etc.
  • the nucleic probes may be any nucleic acid (DNA, RNA, PNA, etc.), preferably single-stranded, comprising a sequence specific for a target marker as defined above.
  • the probes may be synthetic oligonucleotides, produced on the basis of the target molecule sequences of the invention according to conventional synthesis techniques.
  • probes may be synthesized beforehand and then deposited on the support, or synthesized directly in situ, on the support, according to methods known per se to those skilled in the art.
  • the probes can also be manufactured by genetic techniques, for example by amplification, recombination, ligation, etc.
  • Hybridization can be carried out under standard conditions known to those skilled in the art and adjustable by it (Sambrook, Fritsch, Maniatis (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press). In particular, the hybridization can be carried out under conditions of high, medium or low stringency, depending on the desired level of sensitivity, the quantity of available material, etc.
  • the nucleic acids are prehybridized in hybridization buffer.
  • the nucleic acids of the sample are then contacted with the probes.
  • the nucleic acids of the sample are marked beforehand with any known labeling (radioactive, enzymatic, fluorescent, luminescent, etc.).
  • the supports are then washed.
  • the hybridization profile is analyzed according to conventional techniques, for example by measuring the marking on the support by means of a suitable instrument.
  • Hybridization conditions can naturally be adjusted by those skilled in the art, for example by modifying the hybridization temperature and / or the saline concentration of the buffer, as well as by adding auxiliary substances such as formamide or simple DNA. strand.
  • the selective amplification is preferably performed using a primer or pair of primers for amplifying all or part of one of the target nucleic acids in the sample, when present therein.
  • the primer may be specific for a target sequence as defined above, or a region flanking the target sequence in a nucleic acid of the sample.
  • a particularly advantageous object of the invention relates to a method of diagnosis of Crohn's disease comprising the implementation in vitro or ex vivo on a biological sample from a test subject of a detection method as described above.
  • the diagnostic method described is applied in screening, the subject having no known symptoms or predisposition.
  • the invention also relates to a method for evaluating, in a subject, the therapeutic efficacy of a treatment against Crohn's disease, said method comprising the implementation in vitro or ex vivo of a detection method according to the invention on a biological sample from a subject treated against Crohn's disease, the appearance or an increase in the amount of bacterium (s) of interest or parts thereof that reveal the efficacy said treatment, and the disappearance or decrease of the amount of bacterium (s) of interest or parts thereof, revealing on the contrary the ineffectiveness of said treatment, when compared to a control value, for example when compared to the amount of bacteria of interest or parts thereof detected in said subject before said subject has been treated for Crohn's disease.
  • control value refers to a concentration, amount or content of proteins, polypeptides, peptides or nucleic acids from the bacterium of interest as measured on a “reference sample” or “control sample” Typically on a “healthy sample” also identified as “normal sample” in this text.
  • This control value is for example obtained from measurements made in several biological sample (s) obtained from a subject, preferably several subjects, who does not (do) suffer from Crohn's disease. .
  • the reference sample may also be a sample obtained from one or more patients with Crohn's disease. This is typically the case in the context of implementing a method for monitoring the progression of Crohn's disease or determining the efficacy of a treatment of said disease, where the control value corresponds to preference to that determined from a sample taken from the subject to be followed, but before the follow-up and / or treatment directed against Crohn's disease has started in this subject.
  • the invention also relates to a method of treating an identified (detected) subject as suffering from Crohn's disease, by means of a conventional treatment of Crohn's disease that the practitioner will be able to select, preferably from using a peptide or polypeptide (natural or synthetic) described herein or a nucleic acid sequence encoding such a peptide or polypeptide administered to the subject to be treated for example with the aid of an expression vector .
  • Figure 1 Identifiers, sequences and functional and phylogenetic annotation of three proteins SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 (mass matching against the MetaHit-2009 library, re-annotated 2014).
  • the peptides highlighted in bold are those seen in LC-MS / MS shotgun label-free.
  • Peptides in bold underlined denote the specific peptides targeted for SRM.
  • the vertical bars delineate the peptides seen in shotgun or targeted in SRM.
  • Figure 2 Alignment of the Sequence of the Three Proteins of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 (AlignUniprot - http://www.uniprot.org/blast/)
  • Figure 3 Protein Domain Searches of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 in the InterPro Database (EMBL-EBI http://www.ebi.ac.uk/Tools/pfa / iprscan5 /)
  • the inventors have discovered and validated, in patients in remission or moderate relapses, a panel of bacterial and human protein signals associated with Crohn's disease (Juste et al, 2014).
  • the bacterial proteins and some human proteins adherent to the bacterial cells are extracted from the stool of the subjects.
  • myriad proteins present it has been surprisingly shown that some are remarkably less abundant in patients compared to healthy controls, matched for age, sex, and tobacco use.
  • Three microbial proteins were found to be more abundant in healthy subjects compared to patients by a shotgun label-free tandem mass spectrometry method developed by the inventors (Guillot et al, 2013).
  • Protein identification is based on the Mass Matching technique and MetaHit metagenomic database queries (Qin et al, 2010) using the X! TandemPipeline ( http://pappso.inra.fr/bioinfo/xtandempipeline/). Their identifiers in the MetaHit_2009 database re-annotated in February 2014, their sequences, as well as the peptides seen in mass spectrometry and allowing their identification appear in Figure 1.
  • Bacterial pellets washed in 20 mM Tris, 138 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 0.03% NaOH (de / w), pH 7.4 are stored at -80 ° C.
  • a volume of 1.5 ml of lysis buffer (8.75 M urea, 2.5 M thiourea, 5% m / v CHAPS, 75 mM DTT, and 31.25 mM spermine dihydrate base) is deposited on each remaining frozen pellet.
  • the chemical lysis is carried out at room temperature for 1 hour during which the samples are vortexed vigorously every 10 min.
  • the lysates were centrifuged at very high speed (5419 x g, 1 hr, 18 ° C) and the supernatants were harvested and brought to neutral pH with concentrated HCl.
  • the proteins are purified with the PlusOne SDS-PAGE kit (GE-Healthcare), then assayed with the 2-D Quant Kit (GE-Healthcare). All the samples are brought back to a protein concentration of 4 ⁇ g / ⁇ l with the Laemmli denaturation buffer.
  • Each of the two tracks is cut into 20 equivalent bands and each of the 40 pieces of gel is subjected to reduction, alkylation and tryptic digestion according to a standard protocol (Shevchenko et al, 2007).
  • the tryptic peptides are extracted from the gel by acetonitrile 50%, 0.2% formic acid, then dried under vacuum (SpeedVac), taken up in 25 ⁇ l of HPLC buffer (0.1% formic acid, 2% acetonitrile) and analyzed individually (either 40 analyzes in total) by LC-MS / MS in coupling (NanoLC Ultra System, Eksigent) connected to a mass spectrometer (Qexactive, Thermo).
  • peptide extract 4 ⁇ l are loaded onto a pre-column (stationary phase PepMap 100 Cl 8, 5 ⁇ , 300 ⁇ DI column, 5 mm, Dionex) at a flow rate of 7.5 ⁇ / min. After 3 min, the pre-column is connected to a separation column (C18 Biosphere stationary phase, 3 ⁇ , 75 ⁇ DI column, 150 ⁇ , Nanoseparations) and the peptides are eluted using a linear gradient (5-35%).
  • buffer B 80% acetonitrile, 0.1% formic acid
  • buffer A 2% acetonitrile, 0.1% formic acid
  • the ionization is carried out via a needle of the 'PicoTip' type (20 ⁇ DI, 360 ⁇ DE, New Objective).
  • the peptide ions are automatically detected in dependent data mode with the following parameters: "full scan” MS (m / z 400-1400 th) to measure the m / z ratio of the peptides and fragmentation of the peptides observed at a normalizing energy of collision to fix 30%) in HCD under the control of Xcalibur software (version 2.1, Thermo).
  • TandemPipeline software http://pappso.inra.fr/bioinfo/xtandempipeline/) to summarize the results in the form of tables giving the number of fragmented peptide ions attributed to each protein, as well as the sequence of these peptides. By inference, this number makes it possible to estimate the quantity of said protein in several samples.
  • the total number of fragmentation spectra attributed to each protein was summed for the 20 fractions of the "Crohn” sample on the one hand, and the 20 fractions of the "Healthy” sample on the other hand.
  • the sum of the spectra attributed to the proteins SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 is remarkably low in the "Crohn” sample compared to the "Healthy” sample.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

L'invention concerne des marqueurs de la maladie de Crohn ainsi que des composés particuliers permettant la détection desdits marqueurs. L'invention concerne également des méthodes de détection, de diagnostic et de suivi de l'évolution de la maladie de Crohn ainsi que des méthodes d'évaluation de l'efficacité d'un traitement dirigé contre cette maladie, et les compositions et kits utilisables pour la mise en œuvre de ces méthodes.

Description

MARQUEURS DIAGNOSTIQUES DE LA MALADIE DE CROHN
L'invention relève du domaine de la médecine et concerne plus particulièrement le diagnostic de la maladie de Crohn. Elle identifie pour la première fois des marqueurs spécifiques de la maladie de Crohn au sein des Maladies Inflammatoires de l'Intestin (MICI) ainsi que des composés particuliers permettant leur détection. L'invention concerne également des méthodes de détection, de diagnostic et de suivi de l'évolution de la maladie de Crohn ainsi que des méthodes d'évaluation de l'efficacité d'un traitement dirigé contre cette maladie, et les compositions diagnostiques et kits utilisables pour la mise en œuvre de ces méthodes.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (ou MICI) englobent la maladie de Crohn et la recto-colite hémorragique, deux maladies qui se caractérisent par l'inflammation de la paroi d'une partie du tube digestif, liée à une hyperactivité du système immunitaire digestif.
La Maladie de Crohn est une MICI pouvant atteindre n'importe quel segment du tractus digestif, depuis la bouche jusqu'à l'anus. Cette pathologie peut affecter l'intestin, et plus particulièrement l'iléon terminal (iléite) et le colon droit (colite), et peut s'accompagner de manifestations extra-intestinales (articulaires, cutanées, oculaires, etc.). Toutes les couches de la paroi intestinale, de la muqueuse à la séreuse, peuvent alors être atteintes. La maladie de Crohn peut apparaître à n'importe quel âge de la vie, y compris chez le jeune enfant, avec cependant la plus forte incidence dans la deuxième ou troisième décennie de vie, et une tendance vers un plus grand nombre de patients de sexe féminin. La maladie de Crohn va évoluer pendant toute la vie avec des poussées inflammatoires dont la fréquence, l'intensité et la durée sont imprévisibles et très variables d'un patient à l'autre. La maladie de Crohn affecte la qualité de vie, appelle des traitements personnalisés contraignants et coûteux mais malheureusement jamais curatifs et souvent associés à des effets indésirables qui contribuent à la dégradation de la qualité de vie. Les périodes d'hospitalisation peuvent être fréquentes et près de 80% des patients auront un jour recours à la chirurgie. Seulement moins de 5% d'entre eux seront indemnes de lésions endoscopiques dix ans après l'opération (Peyrin-Biroulet et al, 2010). Selon de récentes méta-analyses d'épidémiologie, le risque relatif de cancers colorectaux et de l'intestin grêle ainsi que le risque de mortalité, ajustés selon l'âge, sont signifîcativement augmentés chez les sujets affectés par la maladie de Crohn. Le coût pour le système de santé de la prise en charge des patients atteints de maladie de Crohn en Europe est estimé à 3 milliards d'euros, excluant les traitements biologiques et les coûts indirects (Juillerat et al , 2010).
L'étiologie de la maladie de Crohn demeure obscure et il n'existe pas de règles de prévention reconnues, en dehors de l'élimination du tabac (Johnson et al, 2005). Cependant, les études mettent en cause une susceptibilité génétique (Mathew et al, 2008 ; Cho 2008 ; Cleynen et al, 2013), des facteurs environnementaux (Carbonnel et al, 2009), et des altérations du microbiote intestinal (Seksik et al, 2003 ; Mangin et al, 2004 ; Manichanh et al, 2006 ; Kleessen et al, 2002 ; Scanlan et al, 2006 et Gophna et al, 2006) associées à une activation du système immunitaire muqueux intestinal inappropriée (Laroux et al, 2001 ; Artis, 2008 ; Landers et al, 2002).
Aujourd'hui, le diagnostic de la maladie de Crohn est très difficile à poser car il n'existe aucun symptôme spécifique de la maladie mais des manifestations communes avec d'autres affections telles que la rectocolite hémorragique en particulier mais également les affections du tractus gastro-intestinal, simple gastroentérite, syndrome de l'intestin irritable ou colite infectieuse. L'ensemble de ces troubles intestinaux, qui touchent 10 à 20 % de la population, font l'objet d'un très grand nombre de consultations, et représentent en conséquence un véritable défi pour le praticien quant à leurs causes. Or, il existe un véritable besoin d'identifier spécifiquement les patients souffrant de la maladie de Crohn afin de les soumettre dès que possible à un traitement thérapeutique adapté qui pourrait leur permettre d'éviter l'intervention chirurgicale souvent nécessaire.
A ce jour, et en l'absence de distinction possible, une démarche pragmatique est adoptée avec en première instance une antibiothérapie, et en deuxième instance l'introduction des traitements majeurs (immunosuppresseurs, biothérapie) et la mise en œuvre d'examens complémentaires invasifs. A défaut de pouvoir guérir, les traitements (dérivés salicylés, corticoïdes à action systémique ou topique, immunosuppresseurs et plus récemment les traitements biologiques anti-TNF a) permettent d'espacer les poussées inflammatoires et d'abaisser le niveau des symptômes ressentis. Mais ces traitements immunosuppresseurs et biologiques ne sont pas anodins, d'autant qu'ils sont le plus souvent pris de manière prolongée par des sujets jeunes. L'utilisation de thiopurines (immunosuppresseurs) est notamment associée à une augmentation franche du risque de cancers cutanés non mélanomes et de lymphomes (Beaugerie et al, 2009 ; Peyrin-Biroulet et al, 2011 ; Sokol et al, 2009). Les risques à long terme des traitements biologiques sont encore mal connus. La mise à disposition d'un test diagnostique efficace, notamment précoce, permettrait aux patients d'être pris en charge dès le début de la maladie, limitant ainsi les risques de complications sévères et de lésions irréversibles. Ainsi, lorsque la maladie de Crohn est détectée chez l'enfant ou l'adolescent, la prise en charge initiale peut être simplement nutritionnelle. Un exemple d'aliment diététique à usage médical employé dans ce contexte est le Modulen® (aliment complet buvable comportant notamment du TGF beta régulateur de la réponse immunitaire). Certains patients répondent très bien aux traitements mis en place très tôt dans la vie et peuvent être ainsi mis en rémission pour des années.
Il n'existe actuellement aucun marqueur robuste et spécifique de la maladie de Crohn, susceptible de permettre d'établir un diagnostic de cette pathologie ou de suivre son évolution. Le diagnostic de la maladie de Crohn repose aujourd'hui sur un faisceau d'arguments cliniques (signes digestifs, généraux et autres manifestations) et paracliniques (biologie, examens endoscopiques et autres), certains patients pouvant attendre des années avant de mettre un nom sur leur maladie. Ainsi, le délai moyen entre les premières manifestations et la première consultation est de 5 mois, avec un diagnostic posé au bout de 2,6 ans en moyenne. Pourtant, le diagnostic précoce de la maladie de Crohn revêt une importance majeure puisqu'en agissant suffisamment tôt, il est possible de freiner le développement de lésions potentiellement irréversibles (Colombel et al, 2010). A l'inverse, il serait fortement souhaitable de pouvoir exclure de manière fiable et rapide, typiquement dès la première consultation, l'existence de la maladie de Crohn afin d'éviter des examens et des traitements lourds, coûteux, contraignants, inutiles et souvent associées à des effets indésirables. Il existe de plus un véritable besoin de suivi des patients afin d'évaluer l'amélioration ou encore l'aggravation de la maladie et d'ajuster dès lors les traitements le plus finement possible. Les inventeurs satisfont à ce besoin grâce à la présente invention et aux marqueurs identifiés dans le présent texte qui permettent de diagnostiquer de manière spécifique la maladie de Crohn, typiquement de distinguer cette maladie de la recto-colite hémorragique, chez un sujet tout en s 'affranchissant d'examens cliniques et paracliniques lourds ou invasifs. RESUME DE L'INVENTION
Les inventeurs décrivent des marqueurs permettant de diagnostiquer, pour la première fois de manière fiable, la maladie de Crohn, ainsi que les outils adaptés à la détection desdits marqueurs. Les inventeurs ont pu mettre en évidence l'absence ou la présence en quantité anormalement basse de ces marqueurs dans le système digestif des patients atteints de la maladie de Crohn en période de rémission ou en dehors de poussées inflammatoires. Parmi les marqueurs d'intérêt identifiés, des marqueurs préférés, d'origine bactérienne, correspondent aux séquences d'acides aminés SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et fragments desdites séquences d'acides aminés, ainsi qu'aux séquences d'acide nucléique codant lesdites séquences d'acides aminés et fragments desdites séquences.
Sont ainsi décrits dans le présent texte un composé liant tout ou partie d'une bactérie exprimant une séquence peptidique comprenant une séquence d'acides aminés sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et un fragment de celles-ci, ou comprenant un acide nucléique codant ladite séquence peptique, et un kit, en particulier un kit diagnostic, comprenant un tel composé et au moins un moyen de révélation de la liaison dudit composé à tout ou partie de la bactérie, ainsi que leur utilisation pour rechercher une éventuelle maladie de Crohn chez un sujet ou pour suivre l'évolution d'une maladie de Crohn chez un sujet traité contre ladite maladie de Crohn.
Sont également décrits une composition diagnostique comprenant au moins un composé tel que décrit dans le présent texte et un support acceptable sur le plan pharmaceutique, et un kit, en particulier un kit diagnostic, comprenant une telle composition et au moins un moyen de révélation de la liaison dudit composé à tout ou partie de la bactérie, ainsi que leur utilisation pour rechercher une éventuelle maladie de Crohn chez un sujet ou pour suivre l'évolution d'une maladie de Crohn chez un sujet traité contre ladite maladie de Crohn.
Le présent texte décrit également l'utilisation d'un kit diagnostic pour préparer une composition diagnostique selon l'invention ou pour obtenir des informations utiles pour le diagnostic d'une maladie de Crohn.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode de détection de la présence éventuelle dans un échantillon biologique d'un sujet à tester pour la maladie de Crohn d'au moins une bactérie exprimant une séquence peptidique comprenant une séquence d'acides aminés sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et un fragment de celles- ci, ou comprenant un acide nucléique codant ladite séquence peptique, ou d'une partie de ladite bactérie.
Une méthode de diagnostic de la maladie de Crohn comprenant la mise en œuvre in vitro ou ex vivo d'une méthode de détection selon l'invention sur un échantillon biologique provenant d'un sujet à tester est également décrite. Elle est caractérisée en ce que l'absence de bactérie ou de partie de celle-ci, ou la détection de bactéries ou de parties de celles-ci, en une quantité inférieure à une valeur contrôle au sein de l'échantillon, permet de diagnostiquer la maladie de Crohn chez ledit sujet, la présence au sein de l'échantillon de bactéries ou de parties de celles-ci en une quantité supérieure à ladite valeur contrôle permettant au contraire d'exclure l'existence de la maladie de Crohn chez ledit sujet.
Une autre méthode décrite dans le présent texte permet d'évaluer, chez un sujet, l'efficacité thérapeutique d'un traitement contre la maladie de Crohn. Cette méthode comprend la mise en œuvre in vitro ou ex vivo d'une méthode de détection selon l'invention sur un échantillon biologique provenant d'un sujet traité contre la maladie de Crohn, l'apparition ou une augmentation de la quantité de bactéries ou de parties de celles-ci révélant l'efficacité dudit traitement, et la disparition ou la diminution de la quantité de bactéries ou de parties de celles- ci révélant au contraire l'inefficacité dudit traitement, lorsque comparé à une valeur contrôle, par exemple lorsque comparé à la quantité de bactéries ou de parties de celles-ci détectées chez ledit sujet avant que ce dernier n'ait été traité contre la maladie de Crohn.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des marqueurs biologiques de la maladie de Crohn, en particulier des marqueurs d'origine bactérienne, permettant le diagnostic pertinent de cette maladie chez un sujet, le suivi de son évolution et la vérification de l'efficacité d'un traitement dirigé contre celle-ci. L'invention concerne aussi les méthodes de détection de ces marqueurs et les outils permettant la mise en œuvre de ces méthodes, typiquement les composés (de préférence les composés détectables) liant lesdits marqueurs.
Les inventeurs ont en particulier révélé la présence en quantité significative, dans le système digestif de sujets ne souffrant pas de la maladie de Crohn (également identifiés en tant que « sujets sains » dans le présent texte), de marqueurs, en particulier de marqueurs d'origine bactérienne, et ont mis en évidence leur présence en très faible quantité voire en quantité non détectable chez les sujets atteints de la maladie de Crohn. L'invention décrit donc, pour la première fois et de manière particulièrement avantageuse, des méthodes de diagnostic de la maladie de Crohn, de suivi de l'évolution et/ou de l'efficacité d'un traitement dirigé contre la maladie de Crohn, basées sur la mesure dans un échantillon biologique d'un sujet à tester d'au moins un marqueur tel que décrit dans le présent texte. Le marqueur d'intérêt est de préférence une bactérie exprimant une séquence peptidique comprenant une séquence d'acides aminés sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et un fragment de celles-ci (i.e. un fragment de l'une desdites SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 ou SEQ ID NO : 3) ou comprenant un acide nucléique codant ladite séquence peptidique ou ledit fragment de celle-ci. Le marqueur d'intérêt correspond typiquement à une partie de ladite bactérie, qui peut être par exemple une séquence d'acides aminés ou une séquence d'acide nucléique telle que décrite dans el présent texte. La présente description fournit également les outils permettant la mise en œuvre desdites méthodes. L'absence de détection ou la détection en une quantité inférieure à une valeur contrôle au sein d'un échantillon biologique permet de diagnostiquer de façon certaine la maladie de Crohn chez un sujet, tandis que la présence au sein de l'échantillon en une quantité supérieure à une valeur contrôle permet au contraire d'exclure l'existence de cette maladie très particulière même si le sujet testé soufre bel et bien d'une affection de l'intestin en particulier d'une MICI, typiquement d'une recto-colite hémorragique.
Les termes "maladie de Crohn" désignent typiquement l'inflammation persistante des parois et des couches profondes du tube digestif d'un sujet. Cette inflammation peut se caractériser par un épaississement local des parois intestinales ainsi que par des fissures et des plaies. Elle est souvent associée à des troubles intestinaux, des diarrhées, de la fièvre ou une fatigue intense. Dans certains cas, des symptômes non digestifs peuvent se manifester et se présentent au niveau articulaire, cutané et/ou oculaire. Elle se caractérise principalement par des crises de douleurs abdominales et de diarrhées, qui peuvent durer plusieurs semaines ou plusieurs mois. Fatigue, perte de poids et même dénutrition peuvent alors survenir. La maladie évolue par poussées entrecoupées de périodes de rémission qui peuvent durer plusieurs mois. Il arrive parfois que les symptômes d'une récidive (ou crise) soient tellement intenses (incapacité à s'alimenter, hémorragies, diarrhées, etc.) qu'une hospitalisation devient nécessaire.
Dans le cadre de la présente invention le « stade précoce » de la maladie de Crohn est typiquement associé aux symptômes classiquement retrouvés à la fois dans les troubles digestifs chroniques et les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, qui comprennent notamment douleurs abdominales, diarrhée, saignements rectaux, perte de poids, fatigue et fièvre. On entend par « sujet » un animal, typiquement un mammifère humain ou non humain, de préférence un être humain. Des populations particulières de sujets correspondent aux sujets présentant une prédisposition au développement de la maladie de Crohn (pouvant par exemple résulter d'antécédents familiaux de maladie inflammatoire chronique de l'intestin (MICI) voire précisément de maladie de Crohn) ou aux sujets suspectés de souffrir de la maladie de Crohn pour toute autre raison. Une autre population particulière de sujets correspond aux sujets ne présentant aucun symptôme ou prédisposition connue.
Un sujet préférentiellement visé par la présente invention présente des troubles digestifs chroniques ou une maladie inflammatoire chronique de l'intestin non classée (i.e. non spécifiquement identifiée).
La présente invention découle de la mise en évidence et de la caractérisation par les inventeurs de marqueurs biologiques ou « biomarqueurs » caractéristiques de la maladie de Crohn. Ces marqueurs permettent de diagnostiquer ou au contraire d'exclure avec certitude l'existence de la maladie de Crohn chez un sujet et présentent l'avantage de pouvoir être dosés à partir de prélèvements non ou peu invasifs, typiquement à partir d'un prélèvement comprenant des matières et/ou eaux fécales, comme expliqué ci-dessous.
L'invention décrit ainsi des marqueurs biologiques efficaces, en particulier des acides nucléiques, des protéines, des polypeptides, des peptides ou des combinaisons de peptides, typiquement d'origine bactérienne, utilisables pour diagnostiquer la maladie de Crohn le plus précocement possible.
L'un quelconque des marqueurs selon l'invention ainsi que toute combinaison de ceux-ci, dont la détection chez un sujet permet de déterminer, même à un stade précoce, l'existence de la maladie de Crohn, peut également être utilisé pour suivre l'évolution de cette maladie ou l'efficacité d'un traitement dirigé contre celle-ci. Chacun des marqueurs selon l'invention permet en outre avantageusement de distinguer la maladie de Crohn des autres MICI, et en particulier de la recto-colite hémorragique.
Dans la présente invention, le terme « bactérie » est entendu au sens large et correspond typiquement à la bactérie ayant conservé son intégrité ou à un mélange de bactéries ayant conservé leur intégrité. Une bactérie préférée au sens de l'invention exprime une séquence peptidique comprenant une séquence d'acides aminés sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et un fragment de celles-ci (i.e. un fragment de l'une desdites SEQ ID NO : 1 , SEQ ID NO : 2 ou SEQ ID NO : 3) ou comprend un acide nucléique codant ladite séquence peptidique ou ledit fragment de celle-ci.
Par « partie de bactérie », on entend toute molécule ou séquence d'acides aminés ou d'acide nucléique (séquence de nucléotides) provenant d'une bactérie d'intérêt, par exemple de la bactérie Alkaliphilus oremlandii, de préférence d'une bactérie du genre Oscillibacter, ou de plusieurs bactéries d'intérêt, et susceptible d'être reconnue par un composé de l'invention. Ces « partie(s) de bactérie » correspondent dans la présente demande à des « marqueurs » ou « biomarqueurs » tels que définis précédemment et peuvent également être désignés en tant que « cibles » (« target »).
Dans un mode de réalisation particulier, la partie de la bactérie utilisée comme marqueur correspond à une molécule ou séquence d'acides aminés, typiquement choisi parmi une protéine, un polypeptide, un peptide ou une combinaison de peptides (par exemple un complexe peptidique) naturelle ou artificielle. Cette molécule peut correspondre à un fragment de capsule, de paroi cellulaire, de membrane plasmique, de flagelle ou d'endospore ou à un élément du cytoplasme caractéristique d'une ou de plusieurs bactéries d'intérêt. Le marqueur correspond par exemple à une structure extra-cellulaire, ou à une portion polysaccharidique de la paroi externe. Les marqueurs comprenant des acides aminés provenant de la/des bactérie(s) d'intérêt sont de préférence des peptides, polypeptides ou protéines retrouvés sur la partie extra-cellulaire d'une bactérie, typiquement « exposées » sur la paroi bactérienne.
De préférence, ces bactéries sont susceptibles d'être facilement détectées avec ou sans altération de la paroi bactérienne.
Un marqueur polypeptidique préféré comprend, ou consiste en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3, de manière encore plus préférée en SEQ ID NO : 2 ou SEQ ID NO : 3, et un fragment de l'une ou l'autre desdites séquences SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 ou SEQ ID NO : 3.
SEQ ID NO: 1
>2136630|2107226|GL0047428_O2_[Lack_3*- end]_[mRNA]_locus=scaffold20302_4: 1307:1840:+|NA|K01448,K02035|map00550
LAAITGKRER RVFGRKKMEIYER VTSMKKLLAMVLALVMTLSLAVSANAAFKDD
K|SISDDYAEAVAVLNGMGVFK|GYEDGSFKPEGNITR[AEVATIIYR|IYTADVAK|N DKISGLYATYNKIFSDMAGAGWAQGYIGYCANAALV GYPDGTFKPSGNIVTGYEV L AMILR| AVG YDKNNE
SEQ ID NO: 2
>2361546|2299029|GL0014029_Vl_[Lack_3*- end]_[mRNA]_locus=C4048270_l :32:658:+|NOG09437|K01448,K02035,K08654|map00550 MK LLAMVLALVMTLSLAVSANAAFKDDK|SISDDYAESVAVLNGMGVFK|GYED GSFKPEGNITRIAEVATIIYRIIYTADVAKINDKISGLYATYNKIFSDMAGAGWAQGYI GYCANASLVK|GYPDGTFKPSGK|VTGYEVLAMILR|AVGYDK|NNEFSGADWALH VAOTAOQLGVLDNVAKITTDLNAPASRIELVAELLFQGIOKIAQVTYTPAFGY
SEQ ID NO: 3
>2769615|2671322|GL0089028_Vl_[Lack_3*- end]_[mRNA]_locus=scaffoldl9302_2:2: 1081 :-|NA|K01448|map00550
MKKLLAMVLALVMTLSLAVSASAVKADEKINEDYAEAVAVLNGMGVFK1GYEDGS
FQPKIGDITRIAEVSAIVYRIVYTQDVKDAKASMYATYNKFSDMAGAGWAQGYIGYC
ANAELVK|GYPDGTFKPSGK|VTGYEVLAMILR|AVGYDK|NGEFSGADWALHVAQ
TAOOAGVLKINV !GVDLNAPASRIELVAELLFRAVAESATVTYTPAFGYVTDKIVL
GNAAPTLGYKINFKLVGKDSAD WGRPATKIWTYNVGDKIETLVNDKPVVSYTT V
AECDIAKDLGISSAK IEKAYIDGQQPGITSELVSTNKIYGTINPLATTSYVGAQGRIL
TAVFYMDSDGYRIVEINTYLAKVDKVTAAKTDRNGHT
Des exemples de marqueurs peptidiques d'intérêt correspondent à des marqueurs comprenant, ou consistant en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 4 (AEVATIIYR), SEQ ID NO : 5 (IYTADVAK), SEQ ID NO : 6 (SGLYATYNK), SEQ ID NO : 7 (TTDLNAPASR), SEQ ID NO : 8 (ELVAELLFQGIQK), SEQ ID NO : 9 (GYEDGSFQPK), SEQ ID NO : 10 (GVDLNAPASR), SEQ ID NO : 11 (VLGNAAPTLGYK), SEQ ID NO : 12 (WTYNVGDK) et SEQ ID NO : 13 (YGTINPLATTSYVGAQGR), ou en une combinaison de plusieurs desdits peptides.
Un marqueur peptidique préféré comprend, ou consiste en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 8 (ELVAELLFQGIQK), SEQ ID NO : 11 (VLGNAAPTLGYK) et SEQ ID NO : 13 (YGTINPLATTSYVGAQGR), ou en une combinaison de plusieurs desdits peptides. Dans un mode de réalisation particulier, la combinaison de peptides cibles utilisée comprend ou consiste en une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO 8, SEQ ID NO 11, SEQ ID NO 13 ou une combinaison de celle-ci.
Dans un autre mode de réalisation particulier, la partie de la/des bactérie(s) d'intérêt, typiquement d'une bactérie du genre Oscillibacter, utilisée comme marqueur est une molécule d'acide nucléique se présentant sous la forme d'une molécule d'ADN, d'une molécule d'ARN, d'un plasmide, etc., provenant, ou obtenu à partir, de la/des bactérie(s) d'intérêt. La séquence d'acide nucléique est par exemple un gène provenant d'une bactérie d'intérêt. Les séquences d'acide nucléique utilisées comprennent, ou consistent en, une séquence ARNm sélectionnée parmi les séquences SEQ ID Nos : 14, 15 ou 16 de manière préférée. Les acides nucléiques de séquences SEQ ID Nos : 14-16 ont en particulier été identifiés par les inventeurs à partir d'échantillons biologiques provenant de sujets sains ou de sujets atteints de la maladie de Crohn, par des techniques d'analyse du génome (comme expliqué dansla partie expérimentale de la présente description).
SEQ ID NO : 14
>2136630|2107226|GL0047428_O2_[Lack_3*- end]_[mRNA]_locus=scaffold20302_4: 1307:1840:+|NA|K01448,K02035|map00550
TTGGCAGCAATCACGGGAAAGCGGGAGAGACGGCGGGTGTTCGGCCGCAAGAAG ATGGAAATTTATGAAAGGAGAGTAACATCTATGAAAAAGTTACTCGCAATGGTG CTGGCTCTGGTCATGACTCTGTCTCTGGCCGTCAGCGCCAACGCAGCCTTCAAGG ATGACAAGAGCATCAGCGATGATTACGCTGAGGCCGTTGCCGTTCTGAATGGCAT GGGTGTGTTCAAGGGTTATGAGGATGGTTCCTTCAAGCCCGAGGGCAACATCACC CGCGCTGAGGTAGCTACGATCATCTATCGTATCTACACTGCCGACGTCGCCAAGA ACGATAAGTCCGGCCTCTATGCCACTTATAACAAGTTCAGCGACATGGCTGGCGC CGGTTGGGCTCAGGGCTACATCGGCTACTGCGCCAACGCCGCTCTCGTCAAGGGT TATCCCGACGGCACCTTCAAGCCCTCCGGCAACGTCACGGGCTACGAGGTCCTCG CCATGATCCTCCGCGCGGTTGGCTACGACAAGAACAACGAG
SEQ ID NO : 15
>2361546|2299029|GL0014029_Vl_[Lack_3*- end]_[mRNA]_locus=C4048270_l :32:658:+|NOG09437|K01448,K02035,K08654|map00550 ATGAAAAAGTTACTCGCAATGGTGCTGGCTCTGGTCATGACTCTGTCTCTGGCCG TCAGCGCCAACGCAGCCTTCAAGGATGACAAGAGCATCAGCGATGATTACGCTG AGTCTGTTGCCGTTCTGAATGGCATGGGTGTGTTCAAGGGTTATGAGGATGGTTC CTTCAAGCCCGAGGGCAACATCACCCGCGCTGAGGTAGCTACGATCATCTATCGT ATCTACACTGCCGACGTCGCCAAGAACGATAAGTCCGGCCTCTATGCCACTTATA ACAAGTTCAGCGACATGGCTGGTGCCGGTTGGGCTCAGGGCTACATCGGCTACTG CGCCAACGCCTCCCTCGTCAAGGGCTATCCCGATGGCACCTTCAAGCCGTCCGGC AAGGTCACCGGCTATGAAGTCCTCGCCATGATCCTCCGCGCTGTCGGCTACGACA AGAACAACGAGTTCTCCGGCGCTGACTGGGCGCTCCATGTTGCGCAGACCGCGCA GCAGCTCGGCGTTCTGGACAACGTGGCGAAGACCACCGACCTGAACGCTCCCGCT TCCCGTGAGCTGGTCGCTGAGCTCCTGTTCCAGGGCATCCAGAAGGCTCAGGTCA CCTACACCCCGGCCTTCGGCTAT SEQ ID NO : 16
2769615|2671322|GL0089028_Vl_[Lack_3*-end]_[mRNA]_locus=scaffoldl9302_2:2: 1081 :- |NA|K01448|map00550
ATGAAAAAGTTACTCGCAATGGTGCTGGCTCTGGTCATGACTCTGTCTCTGGCCG TCAGCGCCAGCGCCGTGAAGGCCGACGAGAAGATCAACGAAGATTACGCTGAAG CTGTCGCCGTCCTGAATGGCATGGGTGTTTTCAAGGGTTATGAGGACGGTTCCTTC CAGCCCAAGGGCGACATCACCCGCGCTGAGGTGTCCGCGATCGTTTATCGCGTGT ACACTCAGGACGTCAAGGATGCTAAGGCTTCCATGTACGCCACCTACAACAAGTT CAGCGACATGGCTGGCGCCGGTTGGGCTCAGGGCTACATCGGCTACTGCGCCAAC GCTGAACTGGTCAAGGGCTATCCCGACGGTACCTTCAAGCCCTCCGGCAAGGTCA CCGGCTACGAAGTCCTCGCTATGATCCTCCGCGCTGTCGGTTACGACAAGAACGG TGAGTTCTCCGGCGCTGATTGGGCGCTGCATGTTGCGCAGACCGCGCAGCAGGCC GGCGTGCTCAAGAACGTCAAGGGTGTTGACCTCAACGCTCCCGCTTCCCGTGAGC TGGTTGCTGAGCTGCTGTTCCGCGCCGTCGCTGAGTCCGCCACCGTCACCTACACT CCGGCCTTCGGCTATGTGACCGATAAGGTGCTCGGCAATGCTGCTCCCACCCTCG GCTACAAGAACTTCAAGCTCGTCGGCAAGGATTCCGCTGACAAGTGGGGCCGTCC CGCTACCAAGTGGACCTACAACGTCGGCGACAAGGAGACTCTTGTCAACGACAA GCCCGTCGTCTCCTACACCACCAAGGTTGCCGAGTGCGACATCGCCAAGGATCTG GGCATCTCCTCCGCTAAGAAGATCGAGAAGGCCTACATTGATGGTCAGCAGCCCG GTATTACCTCCGAGCTCGTCAGCACCAACAAGTACGGCACCATCAACCCGCTTGC CACCACCTCCTATGTCGGCGCTCAGGGCCGTTTGACCGCGGTCTTTTACATGGATT CCGACGGTTACCGCATCGTTGAGATCAACACCTACCTCGCCAAGGTCGACAAGGT CACCGCTGCCAAGACCGACCGCAACGGCCACACC
Un autre objet de l'invention concerne un composé liant tout ou partie d'un marqueur d'intérêt, typiquement tout ou partie d'une bactérie d'intérêt, de préférence d'une bactérie du genre Oscillibacter.
Les termes « composé liant tout ou partie d'une bactérie » (plus simplement désigné en tant que « composé » dans le cadre de la présente description) désignent un composé comprenant, ou en consistant en, une molécule liant tout ou partie d'une bactérie, ladite molécule étant typiquement choisie parmi une molécule constituée d'acides aminés telle qu'une protéine, un peptide, une combinaison de peptides ou un polypeptide ; un acide nucléique tel qu'une molécule d'ADN, une molécule d'ARN ou un plasmide ; un anticorps ; un sucre par exemple un oligosaccharide ou un polysaccharide ; et un mélange quelconque de ceux-ci tel que par exemple un peptidoglycane.
Lorsqu'il est de nature peptidique, i.e. lorsqu'il comprend un peptide, le composé peut se présenter avantageusement sous une forme acétylé(e), méthylé(e), phosphorylé(e) glycosylé(e), ou fusionné(e) à un(e) autre protéine, peptide et polypeptide selon des techniques bien connues de l'homme du métier.
Lorsqu'il comprend, ou consiste en, un acide nucléique, le composé peut se présenter avantageusement inséré dans un fragment d'ADN, ou dans un vecteur de clonage.
Dans un mode de réalisation particulier, le composé consiste en un anticorps.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le composé consiste en une construction peptidique, de préférence choisie parmi une protéine de fusion et une protéine recombinante. Dans encore un autre mode de réalisation particulier, le composé consiste en une séquence d'acide nucléique pouvant se présenter par exemple sous la forme d'un aptamère.
Un composé préféré selon l'invention lie au moins un marqueur biologique au sens de l'invention provenant d'une bactérie d'intérêt, typiquement une molécule d'acide nucléique ou une molécule comprenant des acides aminés. Un tel composé est par exemple choisi parmi une molécule constituée d'acides aminés telle qu'une protéine, un peptide, une combinaison de peptides ou un polypeptide ; un acide nucléique tel qu'une molécule d'ADN, une molécule d'ARN ou un plasmide ; un anticorps ; un sucre par exemple un oligosaccharide ou un polysaccharide ; et un mélange quelconque de ceux-ci tel que par exemple un peptidoglycane. Dans un mode de réalisation particulier, le composé selon l'invention liant au moins un marqueur biologique au sens de l'invention comprend, ou consiste en, une construction comprenant un peptide ou un acide nucléique liant tout ou partie de la/des bactéries d'intérêt. La construction, lorsqu'elle comprend un peptide, est de préférence sélectionnée parmi une protéine de fusion ou une protéine recombinante, typiquement issue de la l'ingénierie moléculaire et obtenue selon des méthodes bien connues de l'homme du métier.
Un composé préféré lie, ou est susceptible de lier, un marqueur correspondant à une molécule d'acides aminés provenant d'une bactérie d'intérêt. Les molécules d'acides aminés utilisées de manière préférée comme cibles comprennent, ou consistent en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO 1, SEQ ID NO 2 et SEQ ID NO 3. Ces marqueurs protéiques ont été identifiés par les inventeurs à partir d'échantillons biologiques provenant de sujets sains ou de sujets atteints de la maladie de Crohn, par des techniques d'analyse du protéome connues de l'homme du métier.
Un composé particulièrement préféré lie un polypeptide comprenant, ou consistant en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3.
Un autre composé préféré lie un peptide comprenant, ou consistant en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 4, SEQ ID NO : 5, SEQ ID NO : 6, SEQ ID NO : 7, SEQ ID NO : 8, SEQ ID NO : 9, SEQ ID NO : 10, SEQ ID NO : 11, SEQ ID NO : 12 et SEQ ID NO : 13. Un composé particulièrement préféré lie un peptide comprenant, ou consistant en, une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 8, SEQ ID NO : 11 et SEQ ID NO : 13.
Dans un mode de réalisation particulier, le composé selon l'invention liant au moins un marqueur biologique au sens de l'invention comprenant des acides aminés comprend, ou consiste en, un anticorps ou un fragment ou dérivé d'anticorps. De préférence, le ligand est un anticorps spécifique de la molécule d'acides aminés, un fragment d'un tel anticorps (par exemple un Fab, Fab', CDR, etc.), ou un dérivé d'un tel anticorps (par exemple un anticorps simple-chaîne, ScFv, nanobodies, etc.). Le ligand est typiquement immobilisé sur un support, tel qu'une lame, bille, colonne, plaque, etc. La présence ou la quantité de la molécule cible dans l'échantillon peut être détectée/mesurée par mise en évidence d'un complexe entre la cible et l'un de ses ligands. Le ligand peut être marqué pour faciliter sa détection. Un second ligand de révélation peut également être utilisé. Des techniques immunologiques utilisables et bien connues sont les techniques ELISA, RIA, etc. Si nécessaire, la quantité de peptide, polypeptide ou protéine détectée peut être comparée à une valeur contrôle, par exemple à une valeur contrôle observée chez des sujets qui ne sont pas atteints de la maladie de Crohn.
Des anticorps spécifiques des marqueurs selon l'invention peuvent être produits par des techniques conventionnelles, notamment par immunisation d'un animal non-humain avec un immunogène comprenant le marqueur peptidique, polypeptidique ou protéique (ou un fragment immunogène de celui-ci), et récupération des anticorps (polyclonaux) ou des cellules productrices (pour produire des anticorps monoclonaux). Des techniques de production d'anticorps poly- ou monoclonaux, de fragments ScFv, d'anticorps humains ou humanisés sont décrites par exemple dans Harlow et al. [Antibodies: A laboratory Manual, CSH Press, 1988]; Ward et al. [Nature 341 (1989) 544]; Bird et al. [Science 242 (1988) 423]; WO 94/02602 ; US 5,223,409 ; US 5,877,293 ; et WO 93/01288. L'immunogène peut être fabriqué par synthèse, ou par expression, dans un hôte approprié, d'un acide nucléique cible tel que défini ci-avant. Un tel anticorps, monoclonal ou polyclonal, ainsi que ses dérivés ayant la même spécificité antigénique, constitue également un composé objet de la présente invention. Selon un mode de réalisation préféré, ces composés lient, ou sont susceptibles de lier, une bactérie d'intérêt, ou une partie de celle-ci (par exemple un gène, une protéine, un polypeptide, un peptide ou une combinaison de peptides).
Dans un mode de réalisation préféré, l'invention a pour objet un composé tel que décrit dans le présent texte lié à un marqueur détectable. Ce marqueur détectable sert à la visualisation, voire à la quantification du marqueur d'intérêt. De préférence, ce marqueur détectable est sélectionné parmi une bille, un fluorophore, un fragment chimio luminescent, un isotope stable, une particule (par exemple une nanoparticule) telle qu'une particule magnétique ou une particule métallique détectable par imagerie.
Ce marqueur détectable peut être aisément choisi par l'homme de l'art en fonction de la nature du marqueur biologique cible.
L'invention concerne également les compositions comprenant au moins un composé tel que décrit dans le présent texte, typiquement un composé liant au moins un marqueur biologique au sens de l'invention, et leurs utilisations.
Une composition diagnostique comprenant au moins un composé selon l'invention, et un support acceptable sur le plan pharmaceutique est ainsi avantageusement décrite.
Un support acceptable sur le plan pharmaceutique peut être, par exemple, une substance choisie parmi un excipient, un véhicule, un adjuvant, un tampon, classiquement utilisés avec les outils de détection ou de diagnostic. Le choix de tels supports dépend essentiellement de la méthode de détection ou de diagnostique utilisée.
L'invention concerne typiquement un composé selon l'invention et une composition diagnostique comprenant un tel composé, pour une utilisation pour rechercher chez un sujet une éventuelle maladie de Crohn, de préférence à un stade le plus précoce possible, à partir d'un échantillon biologique provenant dudit sujet. L'invention concerne par ailleurs l'utilisation de composé(s) de l'invention pour suivre l'évolution de la maladie de Crohn typiquement chez un sujet traité contre cette maladie.
Dans le contexte de la présente invention, l'expression "échantillon biologique" désigne tout échantillon biologique provenant du sujet à tester, de préférence un échantillon contenant des acides nucléiques, des protéines ou des fragments de ceux-ci. Un échantillon type comprend par exemple des fluides, des tissus, des cellules, des protéines, des acides nucléiques. De préférence, l'échantillon selon l'invention peut être obtenu par toute technique connue en soi, par exemple par prélèvement, par des techniques non invasives, à partir de collections ou banques d'échantillons. L'échantillon correspond typiquement à un prélèvement permettant d'étudier le microbiote intestinal. Un tel échantillon comprend de préférence des matières fécales (selle) et/ou eaux fécales. L'échantillon peut également consister en une biopsie (ou pièce opératoire) de, ou comprendre du, tissu épithélial intestinal ou du mucus intestinal. Dans des modes de réalisation particuliers, l'échantillon est un échantillon de matière fraîche ou un échantillon de matière congelée.
L'échantillon peut par ailleurs être pré-traité pour faciliter l'accessibilité aux molécules cibles, par exemple par lyse (mécanique, chimique, enzymatique, etc.), purification, centrifugation, séparation, etc. L'échantillon peut également être marqué (marquage fluorescent, radioactif, luminescent, chimique, enzymatique, etc.), afin d'être détecté plus facilement. Le marqueur détectable est de préférence sélectionné parmi une bille, une particule inorganique, par exemple une particule métallique, un fluorophore, un fragment chimio luminescent et un isotope stable. Des techniques de lyse cellulaire, de concentration ou de dilution des acides nucléiques ou des protéines sont bien connues de l'homme du métier.
L'invention vise en particulier la détection de gènes, peptides, polypeptides ou protéines issus, et de préférence caractéristiques, de la/des bactéries d'intérêt.
Avant la présente invention, il n'existait aucun moyen de diagnostiquer la maladie de Crohn chez un sujet à partir d'un échantillon biologique dudit sujet, typiquement d'un échantillon de matières et/ou eaux fécales.
L'invention se rapporte également à un kit diagnostique comprenant au moins un composé ou au moins une composition selon l'invention et au moins un moyen de révélation ou de détection de la liaison dudit composé à tout ou partie d'une bactérie d'intérêt.
Dans un mode de réalisation particulier, le kit selon l'invention comprend au moins un anticorps spécifique d'un marqueur de la maladie de Crohn tel que décrit dans le présent texte et un ou des réactifs et/ou tampons de détection.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le kit selon l'invention comprend des réactifs spécifiques permettant la détection d'AR , d'ADN, typiquement d'ADNc, ou de protéine ou fragment de protéine (par exemple des sondes oligonucléotidiques, des amorces ou des anticorps). Dans un mode de réalisation préféré, le kit contient tous les composants nécessaires et suffisants pour conduire la détection, incluant tous les contrôles, directives de protocole d'essais, et si nécessaire, les logiciels pour l'analyse et la présentation des résultats. Les kits peuvent également comprendre, par exemple, des tampons et enzymes de PCR, des séquences de contrôle positif, des amorces de contrôle de la réaction, et des instructions pour amplifier ou détecter les séquences spécifiques.
De tels kits peuvent être utilisés pour détecter tout ou partie d'une ou de plusieurs bactéries d'intérêt et/ou pour doser ladite/lesdites bactéries, dans un échantillon biologique, notamment pour rechercher une éventuelle maladie de Crohn chez un sujet, en particulier pour distinguer au sein d'une cohorte de patients atteint de MICI, les sujets atteints de maladie de Crohn de ceux atteints de recto-colite hémorragique, ou pour obtenir des informations utiles pour le diagnostic d'une maladie de Crohn, ou pour suivre l'évolution d'une maladie de Crohn chez un sujet traité contre cette maladie.
Dans un mode particulier de réalisation, le kit de diagnostic est un kit comprenant des moyens de mise en œuvre d'un test ELISA ou d'un Western-blot. A ce titre, le kit diagnostique contient un moyen de détection d'une ou de plusieurs parties de la bactérie d'intérêt, le moyen de détection correspondant notamment à un ou plusieurs anticorps polyclonaux ou monoclonaux.
Le présent texte concerne également un kit pour préparer une composition diagnostique telle que décrite dans le présent texte.
Comme indiqué précédemment, l'invention permet avantageusement de détecter la présence de la maladie de Crohn chez un sujet, et, une fois diagnostiquée, de suivre son évolution.
Un objet particulièrement avantageux de l'invention réside dans une méthode de détection de la présence éventuelle dans un échantillon biologique d'un sujet à tester, typiquement d'un sujet à tester pour la maladie de Crohn, d'au moins une bactérie d'intérêt ou partie de celle-ci, par exemple de plusieurs parties de celle-ci (séparément ou relativement les unes aux autres). La présence et/ou la structure des marqueurs d'intérêt peuvent être détectées/analysées au moyen de techniques connues de l'homme du métier, typiquement à l'aide des technologies de protéomique quantitative ciblée.
Une méthode préférée utilise la spectrométrie de masse (« SM » ou « MS »). La mise en œuvre d'une méthode SRM (pour « Selected Reaction Monitoring ») permet de quantifier très finement le/les marqueurs spécifiquement détecté(s) par spectrométrie de masse. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la technologie SRM avec marquage des peptides d'intérêt, de préférence des peptides SEQ ID NO : 4 à SEQ ID NO : 13, est avantageusement mise en œuvre. Par inférence, la méthode permet de quantifier très précisément l'abondance des protéines SEQ ID NO : 1 à SEQ ID NO : 3 dans plusieurs échantillons différents.
Ces techniques, plus généralement regroupées sous le nom de protéomique ciblée, servent, dans le cadre de la présente invention, à quantifier dans un échantillon biologique d'un sujet à tester au moins une bactérie ou partie de celle-ci (correspondant de préférence à une molécule comprenant des acides aminés, typiquement un peptide, une combinaison de peptides, un polypeptide ou une protéine).
Un autre objet particulièrement avantageux de l'invention réside dans une méthode de détection de la présence éventuelle dans un échantillon biologique d'un sujet à tester d'un marqueur d'intérêt, typiquement d'au moins une bactérie d'intérêt ou partie de celle-ci, comprenant :
- la mise en contact in vitro ou ex vivo d'un échantillon biologique du sujet à tester avec un composé selon l'invention liant tout ou partie du marqueur d'intérêt, typiquement d'au moins une bactérie d'intérêt; et
- la détection de la liaison dudit composé audit marqueur d'intérêt, typiquement à ladite au moins une bactérie d'intérêt ou partie de celle-ci, lorsqu'il est présent au sein de l'échantillon biologique, et de préférence la mesure de la quantité dudit marqueur au sein de l'échantillon biologique.
Dans un mode de réalisation particulier, la méthode comprend la détermination de la présence ou de la quantité (relative) de molécule(s) d'acides aminés (peptide, polypeptide ou protéine) en tant que marqueur provenant de la bactérie d'intérêt.
La mise en évidence ou le dosage d'une telle molécule d'acides aminés dans un échantillon peut être réalisée par toute technique connue de l'homme du métier. Cette mise en évidence est de préférence réalisée à l'aide d'un composé selon l'invention capable de lier tout ou partie de la bactérie d'intérêt tel que décrit précédemment.
Dans un autre mode de réalisation particulier, la méthode comprend la mise en contact, dans des conditions permettant une hybridation entre séquences complémentaires, de l'échantillon biologique du sujet à tester, ou d'acides nucléiques extraits dudit échantillon biologique, et d'un ensemble de sondes spécifiques des molécules cibles (biomarqueurs) identifiées par les inventeurs pour obtenir un profil d'hybridation, le profil d'hybridation étant caractéristique de la présence de la maladie de Crohn chez ce sujet, ou de Γ (inefficacité du traitement appliqué au sujet le cas échéant.
Différentes techniques permettant la détection d'une espèce d'acide nucléique dans un échantillon biologique sont utilisables dans la présente invention, comme par exemple le Northern Blot, l'hybridation sélective, l'utilisation de supports revêtus d'oligonucléotides sondes, l'amplification d'acide nucléique comme par exemple par RT-PCR, PCR quantitative ou ligation-PCR, etc. Ces méthodes peuvent comprendre l'utilisation d'une sonde nucléique (par exemple un oligonucléotide) capable de détecter sélectivement ou spécifiquement l'acide nucléique cible dans l'échantillon. L'amplification peut être réalisée selon différentes méthodes connues de l'homme du métier, telles que la PCR, la LCR, l'amplification médiée par transcription (TMA), l'amplification par déplacement de brin (SDA), NASBA, l'emploi d'oligonucléotides spécifiques d'allèles (ASO), l'amplification spécifique d'allèle, le Southern blot, l'analyse conformationnelle SSCA, l'hybridation in situ (par exemple, FISH), la migration sur gel, l'analyse d'hétéroduplexes, etc. Si nécessaire, la quantité d'acide nucléique détectée peut être comparée à une valeur contrôle, par exemple une valeur médiane ou moyenne observée chez des patients qui ne sont pas atteints de la maladie Crohn. Selon un mode préféré de mise en œuvre, la méthode comprend la détection de la présence ou de l'absence ou de la quantité (relative) de molécules d'acide nucléique.
L'hybridation sélective est typiquement réalisée en utilisant des sondes nucléiques, de préférence immobilisées sur un support, tel qu'un support solide ou semi-solide présentant au moins une surface, plane ou non, permettant l'immobilisation de sondes nucléiques. De tels supports sont par exemple une lame, bille, membrane, filtre, colonne, plaque, etc. Ils peuvent être réalisés en tout matériau compatible, comme notamment du verre, silice, plastique, fibre, métal, polymère, etc. Les sondes nucléiques peuvent être tout acide nucléique (ADN, ARN, PNA, etc.), de préférence simple-brin, comprenant une séquence spécifique d'un marqueur cible tel que défini ci-dessus. Les sondes peuvent être des oligonucléotides synthétiques, produits sur la base des séquences de molécules cibles de l'invention selon des techniques de synthèse classique. On peut également utiliser des couples de sondes, dont un membre est parfaitement apparié à la molécule cible, et un autre présente un mésappariement, permettant ainsi d'estimer le bruit de fond. Les sondes peuvent être synthétisées préalablement puis déposées sur le support, ou synthétisées directement in situ, sur le support, selon des méthodes connues en soi de l'homme du métier. Les sondes peuvent également être fabriquées par des techniques génétiques, par exemple par amplification, recombinaison, ligation, etc.
L'hybridation peut être réalisée dans des conditions classiques, connues de l'homme du métier et ajustables par celui-ci (Sambrook, Fritsch, Maniatis (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press). En particulier, l'hybridation peut être réalisée dans des conditions de stringence élevée, moyenne ou faible, selon le niveau de sensibilité recherché, la quantité de matériel disponible, etc.
Dans un mode de mise en œuvre typique, les acides nucléiques (ou les puces ou supports) sont pré-hybridés dans un tampon d'hybridation. Les acides nucléiques de l'échantillon sont ensuite mis en contact avec les sondes. De préférence, les acides nucléiques de l'échantillon sont marqués au préalable, par tout marquage connu (radioactif, enzymatique, fluorescent, luminescent, etc.). Les supports sont ensuite lavés. Le profil d'hybridation est analysé selon des techniques classiques, comme par exemple en mesurant le marquage sur le support au moyen d'un instrument adapté. Les conditions de l'hybridation peuvent naturellement être ajustées par l'homme du métier, par exemple en modifiant la température d'hybridation et/ou la concentration saline du tampon ainsi que par ajout de substances auxiliaires comme le formamide ou de l'ADN simple brin.
L'amplification sélective est de préférence réalisée en utilisant une amorce ou une paire d'amorces permettant l'amplification de tout ou partie d'un des acides nucléiques cibles dans l'échantillon, lorsque celui-ci y est présent. L'amorce peut être spécifique d'une séquence cible telle que définie précédemment, ou d'une région flanquant la séquence cible dans un acide nucléique de l'échantillon. Un objet particulièrement avantageux de l'invention concerne une méthode de diagnostic de la maladie de Crohn comprenant la mise en œuvre in vitro ou ex vivo sur un échantillon biologique provenant d'un sujet à tester d'une méthode de détection telle que décrite précédemment. L'absence de bactérie d'intérêt ou de parties de celle-ci, ou la détection de bactéries d'intérêt ou de parties de celle-ci, en une quantité inférieure à une valeur contrôle au sein de l'échantillon, permet de diagnostiquer la maladie de Crohn chez ledit sujet, et la présence au sein de l'échantillon de bactéries d'intérêt ou de parties de celles-ci en une quantité supérieure à ladite valeur contrôle permet au contraire d'exclure l'existence de la maladie de Crohn chez ledit sujet.
Dans un mode de réalisation particulier, la méthode de diagnostic décrite est appliquée en dépistage, le sujet ne présentant aucun symptôme ou prédisposition connue.
L'invention concerne par ailleurs une méthode permettant d'évaluer, chez un sujet, l'efficacité thérapeutique d'un traitement contre la maladie de Crohn, ladite méthode comprenant la mise en œuvre in vitro ou ex vivo d'une méthode de détection selon l'invention sur un échantillon biologique provenant d'un sujet traité contre la maladie de Crohn, l'apparition ou une augmentation de la quantité de bactérie(s) d'intérêt ou de parties de celle(s)-ci révélant l'efficacité dudit traitement, et la disparition ou la diminution de la quantité de bactérie(s) d'intérêt ou de parties de celle(s)-ci, révélant au contraire l'inefficacité dudit traitement, lorsque comparé à une valeur contrôle, par exemple lorsque comparé à la quantité de bactéries d'intérêt ou de parties de celles-ci détectées chez ledit sujet avant que ce dernier n'ait été traité contre la maladie de Crohn. Dans le cadre de l'invention, une "valeur contrôle" désigne une concentration, quantité ou teneur en protéines, polypeptides, peptides ou acides nucléiques provenant de la bactérie d'intérêt telle que mesurée sur un « échantillon de référence » ou « échantillon contrôle », typiquement sur un « échantillon sain » également identifié en tant que « échantillon normal » dans le présent texte.
Cette valeur contrôle est par exemple obtenue à partir de mesures pratiquées dans plusieurs échantillon(s) biologique(s) obtenu(s) à partir d'un sujet, de préférence plusieurs sujets, qui ne souffre(nt) pas de la maladie de Crohn.
L'échantillon de référence peut également correspondre à un échantillon obtenu à partir d'un ou plusieurs patients souffrant de la maladie de Crohn. C'est typiquement le cas dans le contexte de la mise en œuvre d'une méthode de suivi de l'évolution de la maladie de Crohn ou de détermination de l'efficacité d'un traitement de ladite maladie, où la valeur contrôle correspond de préférence à celle déterminée à partir d'un échantillon prélevé sur le sujet qui sera suivi, mais avant que le suivi et/ou le traitement dirigé contre la maladie de Crohn n'ait débuté chez ce sujet. L'invention concerne également une méthode de traitement d'un sujet identifié (dépisté) comme souffrant de la maladie de Crohn, à l'aide d'un traitement conventionnel de la maladie de Crohn que le praticien saura sélectionner, de préférence à l'aide d'un peptide ou polypeptide (naturel ou synthétique) décrit dans le présent texte ou d'une séquence d'acide nucléique codant un tel peptide ou polypeptide administrée au sujet à traiter par exemple à l'aide d'un vecteur d'expression.
La présente invention est illustrée par les figures et exemples qui suivent, qui doivent être considérés comme illustratifs et non limitatifs.
FIGURES
Figure 1 : Identifiants, séquences et annotation fonctionnelle et phylogénétique de trois protéines SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3 (mass matching contre la banque MetaHit-2009, ré-annotée 2014). Les peptides surlignés en caractères gras sont ceux vus en LC-MS/MS shotgun label-free. Les peptides en caractères gras soulignés désignent les peptides spécifiques ciblés en SRM. Les barres verticales délimitent les peptides vus en shotgun ou ciblés en SRM.
Figure 2 : Alignement des séquences des trois protéines de séquences SEQ ID NO : 1 , SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3 (AlignUniprot - http://www.uniprot.org/blast/)
Figure 3 : Recherche des domaines protéiques de SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3 dans la base de données InterPro (EMBL-EBI http://www.ebi.ac.uk/Tools/pfa/iprscan5/)
EXEMPLES
Les inventeurs ont découvert et validé, chez des patients en rémission ou en poussées modérées, un panel de signaux protéiques bactériens et humains associés à la maladie de Crohn (Juste et al, 2014). Les protéines bactériennes et quelques protéines humaines adhérentes aux cellules bactériennes sont extraites des selles des sujets. Parmi la myriade de protéines présentes, il a été mis en évidence, de manière surprenante, que certaines sont remarquablement moins abondantes chez les patients comparativement à des témoins en bonne santé, appariés sur l'âge, le sexe et la consommation de tabac. Trois protéines microbiennes ont été découvertes comme étant plus abondantes chez les sujets sains comparativement aux malades par une méthode de spectrométrie de masse en tandem en shotgun label- free développée par les inventeurs (Guillot et al, 2013). L'identification des protéines repose sur la technique d'empreinte de fragmentation (Mass Matching) et sur l'interrogation des bases de données métagénomiques MetaHit (Qin et al, 2010) à l'aide de l'outil bio informatique X!TandemPipeline (http://pappso.inra.fr/bioinfo/xtandempipeline/). Leurs identifiants dans la base de données MetaHit_2009 ré-annotée en Février 2014, leurs séquences, ainsi que les peptides vus en spectrométrie de masse et ayant permis leur identification apparaissent sur la figure 1.
Matériels et Méthodes
Douze micobiotes intestinaux (ensemble des populations microbiennes intestinales) sont extraits à partir de 12 échantillons de selle fraîche (m = 2 g) recueillis chez 6 patients Crohn en rémission et 6 témoins indemnes de toute pathologie intestinale. La méthode d'extraction est celle décrite par les inventeurs (Juste et al, 2014). Elle repose sur la récolte des cellules bactériennes à leur densité de flottaison au sein d'un gradient de Nycodenz continu, préformé par congélation/décongélation. L'échantillon de selle alourdi en Nycodenz est déposé sous le gradient préformé et les cellules bactériennes remontent à leur densité de flottaison au cours d'une centrifugation à faible vitesse (14 567 x g, 45 min, 4°C). L'anaérobie et l'intégrité des bactéries sont ainsi préservées tout au long du processus d'extraction. Les culots bactériens lavés en Tris 20 mM, NaCl 138 mM, KC1 2,7 mM, Na-deoxycholate 0,03% (m/v), pH 7,4 sont conservés à -80°C. Un volume de 1,5 ml de tampon de lyse (urée 8.75 M, thiourée 2,5 M, CHAPS 5% m/v, DTT 75 mM, et dihydrate spermine base 31,25 mM) est déposé sur chaque culot encore congelé. La lyse chimique se fait à température ambiante pendant 1 h au cours de laquelle les échantillons sont vortexés vigoureusement toutes les 10 min. Les lysats sont centrifugés à très grande vitesse (24 5419 x g, 1 h, 18°C) et les surnageants sont récoltés et ramenés à pH neutre avec HCL concentré. Les protéines sont purifiées avec le kit PlusOne SDS-PAGE (GE-Healthcare), puis dosées avec le Kit 2-D Quant (GE-Healthcare). Tous les échantillons sont ramenés à une concentration de protéines de 4μg/μl avec le tampon de dénaturation de Laemmli.
Pour l'étape de découverte, nous utilisons une méthode de protéomique globale non ciblée (shotgun label-free) avec fractionnement préalable de l'échantillon sur gel SDS-PAGE pour une meilleure couverture du protéome. Brièvement, 60 μg de protéines d'un patient Crohn et 60 μg de protéines d'un sujet sain migrent pendant 45 min environ dans un gel SDS-PAGE (gel NuPage Novex 4-12%, 200V, 110mA) monté sur un dispositif XCell SureLock™ (Invitrogen). Après migration, le gel est rincé à l'eau, coloré au bleu de Coomassie et scanné. Chacune des deux pistes est découpée en 20 bandes équivalentes et chacun des 40 morceaux de gel est soumis à une réduction, alkylation et digestion tryptique selon un protocole standard (Shevchenko et al, 2007). Les peptides trypsiques sont extraits du gel par acétonitrile 50%>, acide formique 0,2%, puis séchés sous vide (SpeedVac), repris dans 25 μΐ de tampon HPLC (acide formique 0.1%, acétonitrile 2%) et analysés individuellement (soit 40 analyses au total) par LC-MS/MS en couplage (NanoLC Ultra System, Eksigent) connectée à un spectromètre de masse (Qexactive, Thermo). Pour ce faire, 4 μΐ d'extrait peptidique sont chargés sur une pré-colonne (phase stationnaire PepMap 100 Cl 8, 5 μηι; colonne 300μιη DI, 5mm, Dionex) à un débit de 7,5 μΐ/min. Au bout de 3 min, la pré-colonne est connectée à une colonne de séparation (phase stationnaire C18 Biosphère, 3 μιη; colonne 75μιη DI, 150μιη, Nanoseparations) et les peptides sont élués en utilisant un gradient linéaire (5-35%) de tampon B (acétonitrile 80%, acide formique 0,1%) en tampon A (acétonitrile 2%, acide formique 0,1 %) pendant 40 min pour une durée totale d'acquisition de 50 min par morceau de gel. L'ionisation est réalisée via une aiguille de type 'PicoTip' (20μιη DI, 360μιη DE, New Objective). Les ions peptides sont détectés automatiquement en mode data dépendant avec les paramètres suivants: "full scan" MS (m/z 400-1400 th) pour mesurer le rapport m/z des peptides et fragmentation des peptides observés à une énergie normaliser de collision fixer à 30%) en HCD, sous le contrôle du logiciel Xcalibur (version 2.1, Thermo). Dans cette étude, seuls les ions précurseurs deux et trois fois chargés ont été sélectionnés pour être fragmentés en MS/MS avec une fenêtre d'exclusion de 40 sec en ayant activé le mode d'autocalibration sur l'ion 445.12003 (diméthycyclosiloxane).
Nous utilisons le logiciel X! Tandem pour comparer les masses mesurées des peptides fragmentés avec les masses théoriques de fragmentation générées à partir de la base MetaHit [3 299 822 ORFs complets ou incomplets (Qin et al, 2010) réannotés pour leur fonction et leur taxonomie en Février 2014], associée à la base UniProtKB/Swiss-prot H. sapiens ainsi qu'à notre propre base de contaminants. Les paramètres de recherche ainsi que les seuils de validation des peptides et des protéines sont ceux décrits récemment par les inventeurs (Juste et al, 2014). Pour finir, nous utilisons le logiciel X!TandemPipeline (http://pappso.inra.fr/bioinfo/xtandempipeline/) pour résumer les résultats sous la forme de tableaux donnant le nombre d'ions peptides fragmentés attribués à chaque protéine, ainsi que la séquence de ces peptides. Par inférence, ce nombre permet d'estimer la quantité de ladite protéine dans plusieurs échantillons. Dans la présente invention, et par cette méthode dite du "spectral counting", le nombre total de spectres de fragmentation attribués à chaque protéine a été sommé pour les 20 fractions de l'échantillon "Crohn" d'une part, et les 20 fractions de l'échantillon "Sain" d'autre part. La somme des spectres attribués aux protéines SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3 est remarquablement faible dans l'échantillon "Crohn" comparativement à l'échantillon "Sain".
Pour confirmer ces résultats, les 6 échantillons "Crohn" et les 6 échantillons "Sain" préparés plus haut (100 μg de protéines purifiées de chaque échantillon) ont été analysés par la méthode de protéomique ciblée SRM (Selected Reaction Monitoring) avec marquage, détaillée par les inventeurs (Juste et al, 2014). Les peptides trypsiques spécifiques (non partagés avec d'autres protéines au sein de la base MetaHit) des protéines SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3 sont identifiés. Parmi eux, les peptides déjà identifiés en shotgun label-free et présentant des spectres de fragmentation de très bonne qualité sont privilégiés. Les peptides retenus ont une longueur idéale de 7 à 25 acides aminés et ne contiennent ni coupure manquée (« miscleavage ») ni méthionine. La sélection des transitions, la réalisation des essais microLC-SRM avec marquage, l'analyse des données, les contrôles qualité ainsi que les analyses statistiques sont ceux détaillés par les inventeurs (Juste et al, 2014). Dans la présente invention, et par cette méthode SRM avec marquage, la faible abondance des séquences peptidiques SEQ ID NO : 4 à SEQ ID NO : 13 et par inférence, la faible abondance des séquences protéiques SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2 et SEQ ID NO : 3, est confirmée chez les malades relativement aux témoins.
REFERENCES
- Artis D. Epithelial-cell récognition of commensal bacteria and maintenance of immune "homeostasis in the gut". Nat Revlmmunol.2008;8:411-420
- Beaugerie L, Brousse N, Bouvier AM, et al. Lymphoproliferative disorders in patients receiving thiopurines for inflammatory bowel disease: a prospective observational cohort study. Lancet. 2009;374: 1617-1625
- Bird et al. [Science 242 (1988) 423
- Carbonnel F, Jantchou P, Monnet E, et al. Environmental risk factors in Crohn's disease and ulcerative colitis: an update. Gastroentérologie Clinique et Biologique. 2009;33:S145-S157
- Cho JH. The genetics and immunopathogenesis of inflammatory bowel disease.Nat Revlmmunol. 2008;8:458
- Cleynen I, Gonzalez JR, Figueroa C, et al. Genetic factors conferring an increased susceptibility to develop Crohn's disease also influence disease phenotype: results from the IBDchip European Project. Gut.2013;62: 1556
- Colombel JF, Sandborn WJ, Reinisch W, et al. Infliximab, azathioprine, or combination therapy for Crohn's disease. N Engl J Med. 2010;362: 1383-1395
- Gophna U, Sommerfeld K, Gophna S, et al. Différences between tissue-associated intestinal microfloras of patients with Crohn's disease and ulcerative colitis. J Clin Microbiol. 2006;44:4136
- Guillot A, Blon F, Valot B, et al. A strategy to go deep and fast into the collective proteome of gut microbes.EuPA Saint-Malo, 14-17 October 2013
- Harlow et al. Antibodies: A laboratory Manual, CSH Press, 1988
- Johnson GJ, Cosnes J, Mansfîeld JC. Review article: smoking cessation as primary therapy to modify the course of Crohn's disease. Aliment PharmacolTher. 2005;21 :921-931
- Juillerat P, Pittet V, Mottet C, et al. Appropriateness of early management of newly diagnosed Crohn's disease in a European population-based cohort.Scand J Gastroenterol. 2010;45: 1449-1456
- Juste C, Kreil DP, Beauvallet C, et al. Bacterial protein signais are associated with Crohn's disease. Gut. 2014; DOI : 10.1136/gutjnl-2012-303786
- Kleessen B, Kroesen AJ, Buhr HJ, et al. Mucosal and invading bacteria in patients with inflammatory bowel diseasecompared with controls. Scand J Gastroenterol. 2002;37:1034 - Landers CJ, Cohavy O, Misra R, et al. Selected loss of tolérance evidenced by Crohn's disease-associated immune responses toauto- and microbial antigens. Gastroenterology.2002;123:689-6993
- Laroux FS, Pavlick KP, Wolf RE, et al. Dysregulation of intestinalmucosal immunity: implications in inflammatory bowel disease. News PhysiolSci 2001;16:272-277
- Mangin I, Bonnet R, Seksik P, et al. Molecular inventory of faecalmicroflora in patients with Crohn's disease. FEMS MicrobiolEcol. 2004;50:25
- Manichanh C, Rigottier-Gois L, Bonnaud E, et al. Reduced diversity of faecalmicrobiota in Crohn's disease revealed by a metagenomic approach. Gut. 2006;55:205
- Mathew CG. New links to the pathogenesis of Crohn disease provided by genome-wide association scans. Nat Rev Genêt 2008;9:9-14
- Peyrin-Biroulet L, Loftus EV, Jr., Colombel JF, et al. The natural history of adult Crohn's disease in population-based cohorts.Am J Gastroenterol. 2010;105:289-297
- Peyrin-Biroulet L, Khosrotehrani K, Carrat F, et al. Increased risk for nonmelanoma skin cancers in patients who receive thiopurines for inflammatory bowel disease.
Gastroenterology. 2011;141 : 1621-1628 el625
- Qin J, Ruiqiang L, Raes J, et ai. A human gut microbial gene catalog established by deepmetagenomic sequencing. Nature 2010;464:59-65
- Sambrook, Fritsch, Maniatis (1989) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press
- Scanlan PD, Shanahan F, O'Mahony C, et al. Culture-independent analyses of temporal variation of the dominant fecal microbiota and targeted bacterial subgroups in Crohn's disease. J ClinMicrobiol. 2006;44:3980
- Seksik P, Rigottier-Gois L, Gramet G, et al. Altérations of the dominant faecal bacterial groups in patients with Crohn's disease of the colon.Gut. 2003;52:237
- Sokol H, Beaugerie L. Inflammatory bowel disease and lymphoproliferative disorders: the dust is starting to settle. Gut. 2009;58:1427-1436
- Shevchenko A, Tomas H, Havlis J, et al. In-gel digestion for mass spectrometric characterization of proteins and proteomes. Nat Protoc 2007,1 : 2856-60.
- Ward et al. Nature 341 (1989) 544

Claims

REVENDICATIONS
1. Utilisation d'une séquence d'acides aminés sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et un fragment de 7 à 25 acides aminés de celles-ci, ou d'une séquence d'acide nucléique codant ladite séquence d'acides aminés, comme marqueur de diagnostic de la maladie de Crohn, marqueur de suivi de l'évolution de la maladie de Crohn ou marqueur de suivi de l'efficacité d'un traitement dirigé contre la maladie de Crohn.
2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fragment de la séquence d'acides aminés comprend ou consiste en une séquence sélectionnée parmi SEQ ID NO : 4,
SEQ ID NO : 5, SEQ ID NO : 6, SEQ ID NO : 7, SEQ ID NO : 8, SEQ ID NO : 9, SEQ ID NO : 10, SEQ ID NO : 11, SEQ ID NO : 12 et SEQ ID NO : 13.
3. Méthode de détection de la présence éventuelle dans un échantillon comprenant des matières fécales, des eaux fécales et/ou du tissu épithélial intestinal d'un sujet à tester pour la maladie de Crohn d'au moins une bactérie exprimant une séquence peptidique comprenant une séquence d'acides aminés sélectionnée parmi SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 3 et un fragment de 7 à 25 acides aminés de celles-ci, ou comprenant un acide nucléique codant ladite séquence peptidique, ou d'une partie de ladite bactérie.
4. Méthode selon la revendication 3, caractérisée en ce que la détection de ladite au moins une bactérie ou partie de celle-ci est réalisée par protéomique quantitative ciblée.
5. Méthode selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend:
- la mise en contact in vitro ou ex vivo d'un échantillon comprenant des matières fécales, des eaux fécales et/ou du tissu épithélial intestinal du sujet à tester avec un composé liant tout ou partie de ladite au moins une bactérie; et
- la détection de la liaison dudit composé à tout ou partie de ladite au moins une bactérie lorsqu'elle est présente dans l'échantillon.
6. Méthode pour obtenir des informations utiles pour le diagnostic de la maladie de Crohn comprenant la mise en œuvre in vitro ou ex vivo d'une méthode de détection selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 sur un échantillon comprenant des matières fécales, des eaux fécales et/ou du tissu épithélial intestinal provenant d'un sujet à tester, caractérisée en ce que l'absence de bactérie ou de partie de celle-ci, ou la détection de bactéries ou de parties de celles-ci, en une quantité inférieure à une valeur contrôle au sein de l'échantillon, permet de diagnostiquer la maladie de Crohn chez ledit sujet, la présence au sein de l'échantillon de bactéries ou de parties de celles-ci en une quantité supérieure à ladite valeur contrôle permettant au contraire d'exclure l'existence de la maladie de Crohn chez ledit sujet.
7. Méthode permettant d'évaluer, chez un sujet, l'efficacité thérapeutique d'un traitement contre la maladie de Crohn, ladite méthode comprenant la mise en œuvre in vitro ou ex vivo d'une méthode de détection selon l'une quelconque des revendication 3 à 5 sur un échantillon comprenant des matières fécales, des eaux fécales et/ou du tissu épithélial intestinal provenant d'un sujet traité contre la maladie de Crohn, l'apparition ou une augmentation de la quantité de bactéries ou de parties de celles-ci révélant l'efficacité dudit traitement, et la disparition ou la diminution de la quantité de bactéries ou de parties de celles-ci révélant au contraire l'inefficacité dudit traitement, lorsque comparé à une valeur contrôle, par exemple lorsque comparé à la quantité de bactéries ou de parties de celles-ci détectées chez ledit sujet avant que ce dernier n'ait été traité contre la maladie de Crohn.
8. Méthode selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le sujet est un animal, typiquement un mammifère, de préférence un être humain, encore plus préférentiellement un sujet présentant des troubles digestifs chroniques, une maladie inflammatoire chronique de l'intestin (MICI) non classée, ou des antécédents familiaux de MICI.
EP15823664.6A 2014-12-19 2015-12-18 Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn Withdrawn EP3234190A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1462867A FR3030758A1 (fr) 2014-12-19 2014-12-19 Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn
PCT/FR2015/053612 WO2016097644A2 (fr) 2014-12-19 2015-12-18 Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3234190A2 true EP3234190A2 (fr) 2017-10-25

Family

ID=52807918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15823664.6A Withdrawn EP3234190A2 (fr) 2014-12-19 2015-12-18 Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170349930A1 (fr)
EP (1) EP3234190A2 (fr)
FR (1) FR3030758A1 (fr)
WO (1) WO2016097644A2 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114317717A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 青岛锐翌精准医学检验有限公司 儿童克罗恩病标志基因及其应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223409A (en) 1988-09-02 1993-06-29 Protein Engineering Corp. Directed evolution of novel binding proteins
GB9014932D0 (en) 1990-07-05 1990-08-22 Celltech Ltd Recombinant dna product and method
DE4122599C2 (de) 1991-07-08 1993-11-11 Deutsches Krebsforsch Phagemid zum Screenen von Antikörpern
CA2140638C (fr) 1992-07-24 2010-05-04 Raju Kucherlapati Production d'anticorps xenogeniques
NZ602704A (en) * 2010-03-01 2015-01-30 Agronomique Inst Nat Rech Method of diagnostic of inflammatory bowel diseases

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QIN JUNJIE ET AL: "A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing", NA, NATURE PUBLISHING GROUP, UNITED KINGDOM, vol. 464, no. 7285, 4 March 2010 (2010-03-04), pages 59 - 65, XP008132800, ISSN: 1476-4687, DOI: 10.1038/NATURE08821 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016097644A3 (fr) 2016-08-25
US20170349930A1 (en) 2017-12-07
WO2016097644A2 (fr) 2016-06-23
FR3030758A1 (fr) 2016-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017235661B2 (en) Oligonucleotide probes and uses thereof
AU2017271579B2 (en) Oligonucleotide probes and uses thereof
Ang et al. Targeted in-gel MRM: a hypothesis driven approach for colorectal cancer biomarker discovery in human feces
US11161902B2 (en) Tissue-specific exosomes as biomarkers
US10724097B2 (en) Methods and compositions for diagnosis and management of diabetes and metabolic syndrome
CA3038502A1 (fr) Sondes oligonucleotidiques et leurs utilisations
EP1800134B1 (fr) Procede de diagnostic et traitement de la maladie de crohn
WO2019173799A1 (fr) Sondes oligonucléotidiques et leurs utilisations
EP2446038B2 (fr) Sequences, anticorps, procedes et necessaires pour la detection et le dosage in vitro de la periostine, en vue du diagnostic du suivi ou du pronostic de pathologies ou de phenomenes biologiques impliquant la periostine
ES2430995T3 (es) Método para la determinación de la enfermedad inflamatoria intestinal
EP3234190A2 (fr) Marqueurs diagnostiques de la maladie de crohn
EP1373906A1 (fr) Methode de diagnostic de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin
WO2014207402A1 (fr) Anticorps dirigés contre le canal sodique nav1.9 humain et leurs utilisations en diagnostic
Jiang et al. Molecular analysis of inflammatory bowel disease: clinically useful tools for diagnosis, response prediction, and monitoring of targeted therapy
EP2859349B1 (fr) Procédé de détection et/ou de dosage de l'annexine a3 d'un mammifère dans le sang ou un de ses dérivés
EP2086996B1 (fr) Marqueur specifique d'une degradation oxydative de tissus contenant du collagene de type iii, moyens, methodes et kits de diagnostic, de suivi ou de pronostic des pathologies ciblees par ce marqueur
EP3131930B1 (fr) Anticorps reconnaissant le domaine central de l'adn polymerase pol theta et leurs utilisations pour le diagnostic du cancer
CA3112382A1 (fr) Methodes de traitement de la pancreatite
FR3040790A1 (fr) Procede de determination de la presence d'un trematode parasitaire ou d'une infection associee, par detection d'au moins une proteine val ou d'un anticorps dirige contre au moins une proteine val
Yang et al. Detection of Tumor Cell-Specific mRNA and Protein in Exosome-Like Microvesicles from Blood and
WO2012101377A1 (fr) Dispositif de diagnostic multifonctionnel
FR3053338A1 (fr) Biomarqueur pour le diagnostic de maladies inflammatoires

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20170713

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: CARAPITO, CHRISTINE

Inventor name: DORE, JOEL

Inventor name: GUILLOT, ALAIN

Inventor name: VACA JACOME, ALVARO SEBASTIAN

Inventor name: JUSTE, CATHERINE

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
PUAG Search results despatched under rule 164(2) epc together with communication from examining division

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009017

17Q First examination report despatched

Effective date: 20180704

B565 Issuance of search results under rule 164(2) epc

Effective date: 20180704

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: C12Q 1/04 20060101ALI20180629BHEP

Ipc: C12Q 1/68 20060101AFI20180629BHEP

Ipc: G01N 33/68 20060101ALI20180629BHEP

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20181203

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20190416