Les techniques haut débit (ou « OMIQUES ») permettent aujourd’hui d’étudier à très grande échelle la structure du génome, notamment les polymorphismes et les remaniements géniques, le transcriptome qui reflète l’expression des gènes, mais aussi le protéome et le métabolome. Les biotechnologies de la génomique fonctionnelle (les puces d'expression, les puces d'hybridation génomique comparative,...) sont de plus en plus fréquemment intégrées dans les programmes de recherche clinique et épidémiologique.

Les premières utilisations pratiques de ces nouvelles biotechnologies datent du milieu des années quatre-vingt dix, et ont d'abord concerné l'étude du génome et du transcriptome. L’étude du génome vise à analyser les polymorphismes et la susceptibilité individuelle. Celle du transcriptome vise à identifier des gènes dont l'expression est modifiée par un facteur biologique ou clinique particulier, ou à étudier le rôle prédictif pour un critère donné, de la modification transcriptionnelle des gènes étudiés. De nombreux travaux intègrent actuellement des analyses du protéome et/ou du métabolome. Chacun des niveaux d’analyse présente des avantages et des inconvénients, mais il devient clair que ces analyses ne sont pas redondantes mais complémentaires. La biologie systémique (dans ce cas, la toxicologie systémique) vise à intégrer des données géniques, protéiques et métaboliques en un seul modèle global. Elle constitue une approche d’avenir pour cette discipline. Elle s’appuie sur des modélisations mathématiques et biostatistiques.

Ces approches sont complémentaires d’autres approches, notamment les approches analytiques. Les développements analytiques récents sont essentiels pour la compréhension du mode d’action des polluants et pour la mise en évidence de nouveaux biomarqueurs pertinents. Une intégration de ces informations au niveau de la cellule et de l’organisme est essentielle. Elle peut s’appuyer sur des techniques d’imagerie qui sont en plein développement.

Actuellement, l’une des évolutions des structures de recherche ayant une utilisation pratique de ces technologies va être l’intégration d’équipes de type plate-forme associant la mise à disposition d'une compétence technologique et méthodologique de haut niveau, des liens étroits avec les équipes de recherche et la capacité d'intégration rapide des innovations technologiques et méthodologiques.

De telles plate-formes existent en Ile de France. Dans le domaine de l’interface épidémiologie-toxicogénomique, il s’agit donc ici de soutenir et de financer :

• le traitement des échantillons biologiques à grande échelle (dont le génotypage à haut débit, la génomique, ...)
• le soutien  à la mise en place et l'existence de groupes de recherche d'interface  (ressources humaines, insertion matérielle au sein des sites de recherche en épidémiologie, équipements spécifiques nécessaires à cette interface) qui soient épidémiologistes et biostatisticiens qui sont une interface scientifique, méthodologique et technologique absolument indispensable avec les plates-formes existantes.

Il faut donc des investissements et soutiens financiers pour rendre possible l'utilisation des plates-formes existantes en termes de contributions aux recherches en épidémiologie et santé publique.

Dans le domaine des études mécanistiques, les ressources de la génomique (et autres « OMIQUES ») appliquées à l’étude de la réponse du vivant aux agresseurs environnementaux représente une thématique centrale du DIM (toxicogénomique). L’utilisation de ces approches globales pour étudier les réponses cellulaires aux polluants permet de mieux comprendre les mécanismes moléculaires, identifier des biomarqueurs et, de ce fait, mieux prédire la toxicité potentielle pour l’homme. Les innovations technologiques, notamment en analytique et en imagerie peuvent nécessiter l’émergence de nouveaux plateaux techniques et le renforcement de plateaux existants.