La métabolomique est l’étude systématique des métabolites dans les fluides biologiques, les cellules ou les tissus. Elle révèle des informations essentielles sur le métabolisme et les maladies. Les métabolites ont des rôles fonctionnels dans une myriade de processus biologiques, en tant que substrats et produits de réactions enzymatiques, mais aussi en tant que cofacteurs et régulateurs d’un grand nombre de mécanismes biochimiques. Ces fonctions impliquent des interactions entre les métabolites et les macromolécules. Pourtant, les méthodes permettant d’étudier systématiquement ces interactions sont encore rares à ce jour, en particulier pour l’étude des interactions de faible affinité.

L’équipe du site RMN de Paris, en collaboration avec le CIRMMP (Université de Florence) et le constructeur Bruker, ont développé une méthode permettant d’étudier les interactions faibles entre les métabolites et les macromolécules dans les fluides biologiques. Cette nouvelle approche est fondée sur la relaxométrie RMN à haute résolution et ne nécessite aucune procédure invasive ou étape de séparation. La relaxométrie haute résolution consiste à mesurer la relaxation magnétique des noyaux dans le champ de fuite d’un aimant à haut champ. L’échantillon est déplacé rapidement par un système de navette, entre le centre magnétique de l’aimant, et des positions choisies du champ de fuite. On obtient ainsi des mesures de la relaxation qui couvrent plusieurs ordres de grandeur de champ magnétique, tout en conservant une information à haute résolution obtenue grâce à la détection au cœur de l’aimant haut champ. Les équipes de l’ENS, du CIRMMP de Bruker, ont montré qu’il était ainsi possible de détecter les interactions entre petites et macromolécules dans le sérum sanguin humain et de quantifier la taille du complexe. Ce travail ouvre la voie à l’étude des interactions entre les métabolites (ou d’autres petites molécules) et les protéines dans les fluides biologiques pour des applications d’interactomique ou pharmaceutiques. Ces résultats sont publiés dans JACS