Contribution de la spectroscopie vibrationnelle en néphrologie

par Vincent Vuiblet

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Philippe Rieu.

Soutenue le 22-06-2015

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (MEDYC) Matrice Extra-cellulaire et DYnamique Cellulaire (laboratoire) .

Le président du jury était Philippe Birembaut.

Le jury était composé de Christophe Legendre.

Les rapporteurs étaient Philippe Rieu, Olivier Piot, Isabelle Brochériou-Spelle, François Le Naour.


  • Résumé

    Contexte : L'histologie rénale est une pierre angulaire de la prise en charge néphrologique mais plusieurs facteurs en limitent les capacités nécessitant le développement de nouvelles techniques. La spectroscopie vibrationnelle (SV), Raman (SR) et infrarouge (FTIR), apporte des informations moléculaires et structurelles de manière reproductible sans préparation préalable des échantillons tissulaires la rendant apte à lever ces limitations. Objectif : L'objectif de ce travail est de démontrer l'intérêt de la SV et son potentiel à apporter des informations à partir des biopsies rénales, actuellement indisponibles via les techniques habituelles. Design : Nous avons recherché dans le rein : 1) Des molécules exogènes : Hydroxyethyl amidon (HEA) 2) Des molécules endogènes : les produits de glycation avancée (AGEs) 3) La quantification de structures pathologiques: fibrose et inflammation. Résultats : 1) L'HEA a été détectée par SR dans des biopsies rénales de patients exposés à cette molécule exogène affirmant son accumulation rénale. La quantification de l'HEA par SR sur des biopsies de greffons rénaux a permis d'associer son accumulation à une bonne qualité du greffon estimée par un score de risque du donneur (KDRI) et la fonction rénale à 3 mois de la greffe. 2) 4 AGEs ont été cartographiés et quantifiés dans des glomérules diabétiques et normaux par SR. Ils étaient augmentés dans les glomérules diabétiques vs normaux. Une faible proportion des AGEs a été retrouvée colocalisée au collagène dans les glomérules diabétiques et non dans les glomérules normaux. 3) La fibrose interstitielle et l'inflammation ont été automatiquement quantifiée par FTIR sur 166 biopsies de greffons rénaux de manière reproductible et robuste. La pertinence clinique de cette technique a été prouvée par une bonne corrélation avec la fonction rénale. Conclusion : La SV possède un fort potentiel en néphrologie avec de multiples applications en recherche comme en pratique clinique.

  • Titre traduit

    Contribution of vibrational spectroscopy in Nephrology


  • Résumé

    Background: Renal biopsy is a main feature of diagnosis and prognosis in nephrology but it still have some limitation which need further techniques to be more reliable. Vibrational spectroscopy (VS) including Raman spectroscopy (RS) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR) bring out some molecular and structural data from tissue analysis. Objective: We aimed to prove VS is able to provide histologic data actually unattainable by classical techniques. Design: We searched in renal biopsies: 1) Exogenous molecules: Hydroxyethyl starch (HES) 2) Endogenous molecules: Advanced glycation end-product (AGEs) 3) Reproducible quantification of interstitial fibrosis and inflammation in renal grafts. Results: 1) We reported an accumulation of HES by RS in renal biopsies from patients exposed to this molecule. Moreover, accumulation of HES in renal graft biopsies exposed to HES was dependent on good quality of graft defined by kidney donor risk index and renal function at 3 months. 2) 4 AGEs were mapped and quantified by RS in diabetic and normal glomeruli. Levels of each AGE were higher diabetic glomeruli vs controls. In diabetic glomeruli, some AGEs were collocated with collagen that was not found in normal glomeruli. 3) Interstitial fibrosis (IF) and inflammation were quantified in 166 renal graft biopsies by an automated FTIR technique. We assessed the robustness of this technique for discrimination of fibrosis and inflammation. We proved the clinical relevance of this technique by showing a good correlation of IF with renal graft function. Conclusion: Vibrational spectroscopy is a promising technique for nephrology both in basic research and in clinical practice.


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