Back to Search Start Over

ASICS: an automatic method for identification and quantification of metabolites in complex 1D 1H NMR spectra

Authors :
Patrick Tardivel
Didier Concordet
Cécile Canlet
Marie Tremblay-Franco
Gaëlle Lefort
Rémi Servien
Laurent Debrauwer
ToxAlim (ToxAlim)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-MetaToul-MetaboHUB
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE )
École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-MetaToul-MetaboHUB
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
MetaToul-AXIOM, Plateforme de Métabolomique et de Chimie Analytique en Toxicologie
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Source :
Metabolomics, Metabolomics, Springer Verlag, 2017, 13 (10), pp.Non Paginé. ⟨10.1007/s11306-017-1244-5⟩, Metabolomics, Springer Verlag, 2017, ⟨10.1007/s11306-017-1244-5⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; Introduction : Experiments in metabolomics rely on the identification and quantification of metabolites in complex biological mixtures. This remains one of the major challenges in NMR/mass spectrometry analysis of metabolic profiles. These features are mandatory to make metabolomics asserting a general approach to test a priori formulated hypotheses on the basis of exhaustive metabolome characterization rather than an exploratory tool dealing with unknown metabolic features. Objectives : In this article we propose a method, named ASICS, based on a strong statistical theory that handles automatically the metabolites identification and quantification in proton NMR spectra. Methods : A statistical linear model is built to explain a complex spectrum using a library containing pure metabolite spectra. This model can handle local or global chemical shift variations due to experimental conditions using a warping function. A statistical lasso-type estimator identifies and quantifies the metabolites in the complex spectrum. This estimator shows good statistical properties and handles peak overlapping issues. Results : The performances of the method were investigated on known mixtures (such as synthetic urine) and on plasma datasets from duck and human. Results show noteworthy performances, outperforming current existing methods. Conclusion : ASICS is a completely automated procedure to identify and quantify metabolites in 1H NMR spectra of biological mixtures. It will enable empowering NMR-based metabolomics by quickly and accurately helping experts to obtain metabolic profiles.

Details

Language :
English
ISSN :
15733882 and 15733890
Database :
OpenAIRE
Journal :
Metabolomics, Metabolomics, Springer Verlag, 2017, 13 (10), pp.Non Paginé. ⟨10.1007/s11306-017-1244-5⟩, Metabolomics, Springer Verlag, 2017, ⟨10.1007/s11306-017-1244-5⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f46a3d610c68256a5acb9f0ef38ef53e
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s11306-017-1244-5⟩