Quentin Vanbellingen

Imagerie par Spectrométrie de Masse

L’imagerie par spectrométrie de masse (MSI pour mass spectrometry imaging) est une technique analytique consistant à diviser virtuellement la surface d’un échantillon en pixels. Chaque pixel est ensuite analysé individuellement à l’aide d’une source focalisée. Cette source ionise la matière présente en surface par un phénomène de désorption/ionisation. Les ions générés sont accélérés et envoyés dans un analyseur de masse, permettant la mesure de leur rapport masse/charge (m/z). Ce processus génère un ensemble de spectres de masse associés à leurs coordonnées X,Y.

Grâce à des outils de traitement de données, il est possible de sélectionner un m/z donné afin de reconstruire une carte de densité de l’ion correspondant (voir Figure 1)¹. La résolution spatiale de la MSI dépend principalement du diamètre de la sonde focalisée. L’un des atouts majeurs de cette technique est sa capacité à localiser différents analytes à la surface d’un échantillon, sans nécessiter de marquage préalable.

Cette approche trouve de nombreuses applications en métabolomique, lipidomique, pharmacocinétique, etc.²,⁶

Bibliography

(1) Stoeckli, M.; Chaurand, P.; Hallahan, D. E.; Caprioli, R. M. Imaging Mass Spectrometry: A New Technology for the Analysis of Protein Expression in Mammalian Tissues. Nat Med 2001, 7 (4), 493–496. https://doi.org/10.1038/86573.
(2) Stopka, S. A.; Van Der Reest, J.; Abdelmoula, W. M.; Ruiz, D. F.; Joshi, S.; Ringel, A. E.; Haigis, M. C.; Agar, N. Y. R. Spatially Resolved Characterization of Tissue Metabolic Compartments in Fasted and High-Fat Diet Livers. PLoS ONE 2022, 17 (9), e0261803. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0261803.
(3) Helmer, P. O.; Nordhorn, I. D.; Korf, A.; Behrens, A.; Buchholz, R.; Zubeil, F.; Karst, U.; Hayen, H. Complementing Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Mass Spectrometry Imaging with Chromatography Data for Improved Assignment of Isobaric and Isomeric Phospholipids Utilizing Trapped Ion Mobility-Mass Spectrometry. Anal. Chem. 2021, 93 (4), 2135–2143. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c03942.
(4) Spruill, M. L.; Maletic-Savatic, M.; Martin, H.; Li, F.; Liu, X. Spatial Analysis of Drug Absorption, Distribution, Metabolism, and Toxicology Using Mass Spectrometry Imaging. Biochemical Pharmacology 2022, 201, 115080. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2022.115080.
(5) Cobice, D. F.; Goodwin, R. J. A.; Andren, P. E.; Nilsson, A.; Mackay, C. L.; Andrew, R. Future Technology Insight: Mass Spectrometry Imaging as a Tool in Drug Research and Development: MS Imaging for Future Drug Development. Br J Pharmacol 2015, 172 (13), 3266–3283. https://doi.org/10.1111/bph.13135.
(6) Goodwin, R. J. A.; Takats, Z.; Bunch, J. A Critical and Concise Review of Mass Spectrometry Applied to Imaging in Drug Discovery. SLAS Discovery 2020, 25 (9), 963–976. https://doi.org/10.1177/2472555220941843.

Quentin est spécialisé en spectrométrie de masse et dans ses applications à l’imagerie moléculaire, à l’analyse de surface et à la pharmacocinétique. Il a obtenu son doctorat au CNRS, à l’Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN) en France, où il a développé et caractérisé un nouveau mode d’opération en spectrométrie de masses des ions secondaires couplée à un analyseur temps de vol (TOF-SIMS). Ce mode repose sur l’extraction retardée des ions secondaires. Ses travaux ont permis d’améliorer à la fois la résolution spatiale et la résolution en masse pour l’imagerie de composés organiques sur des échantillons biologiques et inorganiques à une échelle sub-cellulaire.

Après sa thèse, il a rejoint la Florida International University (États-Unis) en tant que chercheur postdoctoral, pour étudier l’absorption et la biodistribution de médicaments à l’échelle cellulaire à l’aide de la TOF-SIMS.

De 2017 à 2022, il a travaillé chez Technologie Servier en France en tant que responsable d’études au sein du département Métabolisme et Pharmacocinétique (DMPK). Il y a dirigé des études ADME précliniques et cliniques sur des petites molécules et des oligonucléotides thérapeutiques.

De 2022 à 2023, il a intégré le Laboratoire d’Archéologie Moléculaire et Structurale (LAMS – CNRS) à Paris en tant qu’ingénieur de recherche, appliquant un TOF-SIMS à l’étude de matériaux du patrimoine culturel et développant des stratégies avancées de traitement de données en imagerie moléculaire.

En 2024, il a rejoint la plateforme de spectrométrie de masse de l’Institut Pasteur. Motivé à l’idée de mettre ses compétences au service des besoins analytiques et d’imagerie des programmes de recherche de l’Institut Pasteur.

Son expertise inclut la spectrométrie de masse, la conception d’expériences, le traitement des données, et l’application de la chimie analytique à des problématiques en biologie.