Plongez dans le futur de la biologie spatiale dans ce deuxième épisode de la série de podcasts omg OMx de Bruker. Dans cet épisode, Kate Stumpo s’entretient avec Ramon Sun, professeur agrégé de biochimie et de biologie moléculaire sur le thème de SpatialOMx, les futures générations de chercheurs et le rôle de la spectrométrie de masse dans l’avenir de la recherche en biologie spatiale. Lisez les faits saillants sélectionnés de l’épisode ou regardez l’épisode complet ci-dessous.
Sommaire
Pouvez-vous nous parler de votre parcours académique et comment vous avez atterri à l’Université de Floride ?
J’ai eu l’occasion de voyager beaucoup à travers le monde. J’ai grandi en Nouvelle-Zélande en tant que ressortissante chinoise, j’ai terminé mon doctorat. en Australie, puis est venu aux États-Unis pour poursuivre mon premier poste postdoctoral à l’Université de Stanford. Après avoir déménagé au Kentucky avec ma femme, j’ai obtenu mon premier poste de professeur à l’Université du Kentucky.
L’une des principales raisons de mon déménagement en Floride était l’opportunité de collaborer avec certains de mes collègues les plus proches et d’acquérir de nouvelles ressources pour mes recherches. En particulier, l’Université de Floride a proposé de nous acheter deux instruments Bruker timsTOF fleX, ce qui me permettra de mener davantage d’études d’imagerie.
Ramón Soleil | Omg OMx Podcast | Ép. 2
Pourriez-vous élaborer sur vos méthodes pour inspirer vos élèves à développer une appréciation de la science ? Pourriez-vous également discuter de vos entreprises réussies, du développement de tests et de méthodologies scientifiques efficaces pour des domaines de maladies spécifiques ?
Je viens d’une longue lignée d’éducateurs, avec quatre générations de professeurs d’université dans ma famille, dont mon arrière-grand-père, philosophe bien connu et expert en écriture ancienne. J’ai trouvé ma passion dans le mentorat individuel de mes postdoctorants et de mes étudiants diplômés.
En tant que chercheur universitaire et mentor relativement nouveau, mon approche diffère de ceux qui sont dans le domaine depuis plus longtemps. Je n’essaie pas de pousser mes stagiaires spécifiquement vers la recherche universitaire, mais plutôt de les encourager à se fixer et à travailler vers leurs propres objectifs, quel que soit leur futur cheminement de carrière.
Dans mon approche de la science, je m’enthousiasme pour tout et j’ai l’esprit dispersé, mais je parle à mes stagiaires presque tous les jours, expliquant pourquoi je suis enthousiasmé par certaines données ou certains projets.
Mon enthousiasme est évident dans mon ton et mes actions, et mes stagiaires peuvent sentir que je suis véritablement investi dans leur réussite. Pour moi, chaque projet de recherche universitaire a un lien avec la physiologie humaine et la maladie.
Je m’assure d’expliquer à mes stagiaires l’impact de leur travail et la différence potentielle qu’il pourrait faire dans la vie des gens.
Au début de ma carrière, j’ai réalisé que pour m’engager pleinement dans la recherche scientifique et aider les autres à long terme, je devais être financièrement indépendant de mon travail. Cela m’a amené à commencer à investir dans la science et à proposer une idée pour une application non scientifique que j’ai pu vendre, offrant une stabilité financière pour moi et ma famille.
Grâce à cette stabilité, je suis maintenant en mesure de consacrer la grande majorité de mon temps à mon travail en laboratoire, où je développe de nouveaux tests qui, je pense, auront un impact positif en milieu clinique.
Ce travail fait désormais partie intégrante du flux de travail de mon laboratoire et je suis ravi de la possibilité de le commercialiser dans un test de diagnostic clinique qui pourrait profiter à de nombreuses personnes.
Que pensez-vous du rôle de la spectrométrie de masse dans la croissance actuelle de la biologie spatiale ?
En tant que défenseur de la biologie spatiale, en particulier de la métabolomique spatiale, je crois fermement au potentiel de cette technologie pour révolutionner le domaine. Récemment, un Nature l’article a mis en évidence sept technologies clés à surveiller, et la métabolomique spatiale a été répertoriée aux côtés du télescope spatial pour 2023.
Cela témoigne du fait que cette technologie est non seulement en train de gagner du terrain, mais qu’elle est également considérée comme une technologie majeure du futur. Bruker est un innovateur de premier plan dans le développement d’outils pour la métabolomique spatiale, ce qui a grandement facilité la capacité des chercheurs à utiliser cette technologie pour leurs études.
La métabolomique spatiale s’est déjà révélée prometteuse pour répondre à des questions biologiques fondamentales, telles qu’un nouveau type de fibre musculaire, comme le montre un récent article de Science Advances.
Il est passionnant de penser à la façon dont cette technologie continuera à faire la lumière sur des domaines que nous ne savions même pas vouloir connaître il y a environ cinq à dix ans. Je crois que la spectrométrie de masse est la dernière frontière de la révolution de la biologie spatiale, car elle nous permet de comprendre les fonctions métaboliques des protéines, telles que la formation de métabolites comme l’ATP et les lipides.
Cependant, la clé pour libérer le potentiel de la métabolomique spatiale est d’avoir de bonnes méthodologies de calcul qui peuvent donner un sens aux vastes quantités de données générées par cette technologie.
Le timsTOF flex en action dans le laboratoire de Ramon. Crédit image : X
Comment envisagez-vous l’intégration de nouvelles technologies et de nouveaux outils, en particulier l’IA, pour aider les chercheurs à obtenir des résultats cruciaux pour prendre des décisions éclairées sur des questions biologiques ?
Je crois que le potentiel du logiciel et de l’API Bruker n’est limité que par la créativité. Les ensembles de données avec lesquels nous travaillons sont à la fois beaux et complexes, offrant des possibilités d’exploration infinies.
Je collabore actuellement avec le Dr Derek Allison à l’Université du Kentucky, ainsi qu’avec plusieurs autres cliniciens avec qui j’ai noué de solides relations au cours des cinq dernières années. Ensemble, nous visons à appliquer l’IA et l’apprentissage automatique pour aider les pathologistes à prédire les régions de pathologie numérique à l’aide de matériel de métabolomique spatiale.
En fin de compte, cette technologie pourrait considérablement augmenter le flux de travail des pathologistes, augmentant le nombre de lames qu’ils examinent chaque jour de 10-20 à 100.
Le résultat serait un délai d’exécution plus rapide pour les patients, ce qui est essentiel lors du diagnostic de formes rares de cancer. Dans nos recherches, nous nous concentrons sur l’appariement des annotations anatomiques et les mécanismes de réduction de haute dimensionnalité, ainsi que sur la mise en œuvre de workflows de spectrométrie de masse immunohistochimique multiplex pour améliorer l’identité de la lignée cellulaire et donner un sens à ce que nous voyons dans la plateforme de biologie spatiale.
Bien que nous continuions à explorer et à apprendre au fur et à mesure, je suis confiant dans le potentiel de cette technologie pour les cliniques et les domaines de la recherche.
Outre les technologies mises en avant dans le Nature article, envisagez-vous d’autres outils pour compléter vos techniques d’analyse et faire progresser la métabolomique spatiale ?
Nos efforts de recherche se concentrent sur in vivo l’imagerie omique par IRM, en particulier dans l’investigation des changements métaboliques dans le cerveau. Un étudiant diplômé travaillera sur ce projet, et nous avons la chance d’avoir un expert hautement qualifié dans in vivo RMN et IRM, qui collabore avec nous.
Nous prévoyons d’utiliser des agents de contraste et des traceurs isotopiques, dont le glucose deutéré, pour mesurer le métabolisme cérébral par IRM. Notre objectif ultime est de traduire nos connaissances issues d’ensembles de données multi-imagerie ou multi-spatiales en tests d’hypothèses sur des humains.
Notre laboratoire a accès à des ressources de pointe, notamment des systèmes RMN Bruker et deux instruments IRM humains. Ces ressources sont cruciales pour notre recherche, qui se concentre sur la recherche de cibles en IRM pour étudier la démence et le cancer.
Nous avons effectué suffisamment de recherches préliminaires et nous avons maintenant identifié des cibles potentielles sur lesquelles nous pouvons nous concentrer lors de nos examens IRM. En utilisant des traceurs et des agents de contraste, nous visons à identifier des biomarqueurs cliniques diagnostiques pour la progression de ces maladies ou à trouver des moyens d’inverser leurs phénotypes.
Dans l’ensemble, nous pensons que la technologie IRM ou RMN est un excellent outil à coupler avec l’imagerie MALDI pour nous rapprocher d’un cadre plus physiologique, en particulier lorsque nous essayons de comprendre les changements métaboliques dans le cerveau des patients.
La Résonance Magnétique Nucléaire est un outil puissant pour faire avancer la recherche en métabolomique spatiale. Crédit image : Spectrométrie des sciences de la vie Bruker
Y a-t-il des intellectuels ou des personnalités notables de la communauté scientifique qui ont influencé votre point de vue sur la science et votre approche ?
Il m’est difficile de nommer une seule personne qui a été mon inspiration. Je suis plutôt motivé par les qualités des scientifiques qui ont réussi avant moi. J’aspire à apprendre et à intégrer ces qualités dans mon travail.
Une de ces qualités est la curiosité, qui me pousse à mener des investigations scientifiques. Cependant, je crois que la curiosité seule ne suffit pas. Pour réussir dans un monde scientifique en constante évolution, il faut aussi être prêt à prendre des risques et être acharné. J’ai observé que certains scientifiques ont du mal à se libérer des limites de leurs zones de confort, les empêchant de poursuivre leur curiosité.
Pour surmonter cet obstacle, je conseille à mes stagiaires d’être courageux et de ne pas se soucier des finances ou du coût potentiel de leurs recherches. J’insiste sur l’importance de tirer le meilleur parti de l’opportunité de réussir et d’aider les gens plutôt que de perdre du temps sur une science médiocre qui est sûre à faire.
Un exemple de ma volonté de prendre des risques a été ma décision d’acheter un instrument d’imagerie spatiale, même si je n’en avais aucune expérience. Cette décision a été inspirée par une expérience pilote menée par Richard Drake, avec qui je collabore depuis notre premier échange de courriels.
Cette décision n’était pas sans risques, car elle nécessitait un investissement important de mes fonds de démarrage et il n’y avait aucune garantie que cela fonctionnerait. J’ai été hypnotisé par le potentiel de la technologie spatiale après avoir vu le premier ensemble de données et j’ai décidé de suivre mon instinct et d’acheter la machine.
En conséquence, j’ai pu mener des recherches fructueuses sur la cartographie des glycanes cérébraux, et je suis reconnaissant de l’opportunité d’avoir pris ce risque.
À propos de l’orateur
Ramon Sun, professeur agrégé de biochimie et de biologie moléculaire, Université de Floride
Les recherches actuelles de Ramon se concentrent sur la compréhension des événements moléculaires reliant les glucides complexes au métabolisme, à la signalisation et à la physiologie cellulaires, avec un fort accent sur l’étiologie des cancers du poumon, du sarcome d’Ewing et de la démence. Les glucides complexes tels que le glycogène, les glycolipides et les glycanes N-liés jouent un rôle essentiel dans l’énergie cellulaire, le repliement/l’activité des protéines, les interactions cellulaires et l’intégrité de la membrane cellulaire. Le principal objectif de recherche de son laboratoire est d’élucider les voies de signalisation qui modulent le métabolisme des glucides complexes et comment elles sont liées à la physiologie cellulaire et de l’organisme dans les maladies néoplasiques et du vieillissement.
omg Hôte OMx : Kate Stumpo, Senior Market Manager chez Bruker
À propos de la spectrométrie de masse Bruker Life Sciences
Découvrez de nouvelles façons d’appliquer la spectrométrie de masse aux défis analytiques les plus urgents d’aujourd’hui. Des innovations telles que la mobilité des ions piégés (TIMS), les faisceaux intelligents et les lasers à balayage pour l’imagerie MALDI-MS qui offrent une véritable fidélité des pixels, et la technologie eXtreme Resolution FTMS (XR) capable de révéler les signatures de la structure fine isotopique (IFS) poussent l’exploration scientifique vers de nouveaux sommets . Les solutions de spectrométrie de masse de Bruker permettent aux scientifiques de faire des découvertes révolutionnaires et d’approfondir leurs connaissances.
