1. Challenges in Clinical Metaproteomics Highlighted by the Analysis of Acute Leukemia Patients with Gut Colonization by Multidrug-Resistant Enterobacteriaceae
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Rechenberger, Julia, Samaras, Patroklos, Jarzab, Anna, Behr, Juergen, Frejno, Martin, Djukovic, Ana, Sanz, Jaime, González-Barberá, Eva, Salavert, Miguel, López-Hontangas, Jose Luis, Xavier, Karina, Debrauwer, Laurent, Rolain, Jean-Marc, Sanz, Miguel, Garcia-Garcerà, Marc, Wilhelm, Mathias, Ubeda, Carles, Kuster, Bernhard, Technische Universität Munchen - Université Technique de Munich [Munich, Allemagne] (TUM), Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunitat Valenciana [Espagne] (FISABIO), Hospital Universitari i Politècnic La Fe, Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Instituto Gulbenkian de Ciência [Oeiras] (IGC), Fundação Calouste Gulbenkian, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), 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)-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-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), 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), 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), 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), Institut Hospitalier Universitaire Méditerranée Infection (IHU Marseille), Université de Lausanne (UNIL), CIBER in Epidemiology and Public Health, BMBF FloraStopMRE grant [031L0089], Microbes évolution phylogénie et infections (MEPHI), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Hospital Universitari i Politècnic La Fe = University and Polytechnic Hospital La Fe, MetaToul AXIOM (E20), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-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 de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-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), and Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)
- Subjects
[SDV.MHEP.ME]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Emerging diseases ,human gut microbiome ,data analysis ,lcsh:QR1-502 ,multi-omics ,[SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology ,lcsh:Microbiology ,Article ,proteomics ,[SDV.MHEP.CSC]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Cardiology and cardiovascular system ,clinical proteomics ,[SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases ,mass spectrometry ,metaproteome ,multidrug-resistant Enterobacteriaceae ,[SDV.MP.VIR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology ,[SDV.MP.PAR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology - Abstract
International audience; The microbiome has a strong impact on human health and disease and is, therefore, increasingly studied in a clinical context. Metaproteomics is also attracting considerable attention, and such data can be efficiently generated today owing to improvements in mass spectrometry-based proteomics. As we will discuss in this study, there are still major challenges notably in data analysis that need to be overcome. Here, we analyzed 212 fecal samples from 56 hospitalized acute leukemia patients with multidrug-resistant Enterobactericeae (MRE) gut colonization using metagenomics and metaproteomics. This is one of the largest clinical metaproteomic studies to date, and the first metaproteomic study addressing the gut microbiome in MRE colonized acute leukemia patients. Based on this substantial data set, we discuss major current limitations in clinical metaproteomic data analysis to provide guidance to researchers in the field. Notably, the results show that public metagenome databases are incomplete and that sample-specific metagenomes improve results. Furthermore, biological variation is tremendous which challenges clinical study designs and argues that longitudinal measurements of individual patients are a valuable future addition to the analysis of patient cohorts.
- Published
- 2019
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