Imagerie protéomique des neurinomes de l'acoustique et des nerfs normaux. Corrélations anatomopathologiques

par Alexandre Karkas

Thèse de doctorat en Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement

Sous la direction de François Berger.

Le président du jury était Sébastien Schmerber.

Le jury était composé de François Berger, Jean-Michel Prades, Emmanuel Gay.

Les rapporteurs étaient Frédéric Venail, Michel Peoc'h.


  • Résumé

    Objectifs : Analyse protéomique du neurinome de l’acoustique (NA), du neurinome non acoustique (NNA) et du nerf sain (nf s), à l’aide de la spectrométrie de masse et de l’imagerie MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time Of Flight)Matériels et Méthodes : Nous avons mené une étude prospective et qualitative sur des NA, des NNA et des nf s. Les prélèvements provenaient de la Tumorothèque du service d’Anatomopathologie de notre établissement, après consentement signé des patients donneurs. Les échantillons congelés ont été découpés, analysés histologiquement, puis collés sur une lame conductrice et recouverts de matrice acide. Par la suite, le faisceau laser du MALDI a fait subir à l’échantillon une désorption puis une ionisation. Un spectrogramme de masse a été tracé en fonction du temps de vol des biomolécules protéiques ionisées. Les résultats ont été traités par un logiciel afin d’obtenir une imagerie MALDI avec un spectre de couleur dont l’intensité dépendait du contenu protéique de l’échantillon. La lame a été ré-analysée histologiquement et les résultats comparés à ceux de l’imagerie.Résultats : Cinquante neurinomes ont été prélevés, parmi lesquels 27 étaient exploitables : 22 NA et 5 NNA. Onze nerfs normaux ont été analysés. Sur les 22 NA analysés, une corrélation imagerie-anatomopathologie quasi totale était présente dans seulement 2 cas (9,1%), une corrélation partielle dans 4 (18,2%) et pas de corrélation dans 16 (72,7%). Le spectrogramme de masse montrait un pic peptidique à 2000 m/z dans 7 cas (31,8%) et à 5000 m/z dans 21 cas (95,5%). Sur les 5 NNA, une corrélation quasi totale était présente dans 3 cas (60%), une corrélation partielle dans 1 (20%) et pas de corrélation dans 1 (20%). Le spectrogramme de masse montrait un pic peptidique à 2000 m/z dans 2 cas (40%) et à 5000 m/z dans tous les cas (100%). Sur les 11 nf s, une corrélation quasi totale était présente dans 9 cas (81,8%), une corrélation partielle dans 1 (9,1%) et pas de corrélation dans 1 (9,1%). Le spectrogramme de masse ne montrait en aucun cas de pic peptidique à 2000 ou à 5000 m/z. Derrière des zones homogènes en histologie, il existait une grande hétérogénéité en imagerie MALDI et en spectrométrie de masse pour les NA et NNA mais non pour les nf s.Conclusions : Le manque de corrélation dans le neurinome de l’acoustique proviendrait du manque de croissance relativement aux autres neurinomes et aux nerfs sains qui présentaient une meilleure corrélation. La présence de deux pics peptidiques détectés uniquement dans le neurinome et non dans le nerf sain ouvre la perspective de possibles biomarqueurs tumoraux et acteurs physiopathologiques qu’il faudra purifier et identifier par séquençage. En cas de présence d’une corrélation imagerie-anatomopathologie, les zones d’intérêt histologique montraient des aspects morphologiques reproductibles sur l’ensemble des échantillons analysés. Il s’agit d’un premier travail sur l’imagerie protéomique MALDI dans le neurinome de l’acoustique et le neurinome en général et d’une première comparaison entre l’imagerie protéomique du neurinome et celle du nerf normal. Par ailleurs, et pour la première fois aussi, il a été constaté un polymorphisme protéomique dans le neurinome de l’acoustique et le neurinome non acoustique, qui était absent dans le tissu nerveux normal, suggérant ainsi la présence de biomarqueurs protéiques pour le neurinome.

  • Titre traduit

    Imaging of proteomics of acoustic neuromas and normal nerves. Histopathological correlations


  • Résumé

    Objectives: Proteomic analysis of acoustic neuroma (AN), non-acoustic neuroma (NAN), and healthy nerve (hn) using the mass spectrometry and imaging of the MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time Of Flight).Materials and Methods: Prospective and qualitative study on AN, NAN, and hn. Samples were provided by the Bank of Tumor of the Pathology department of our institution, after signed consent from donor patients. Frozen samples were sectioned, analyzed histologically, then glued on a conductive slide and sprayed by an acid matrix. Thereafter, the laser beam of the MALDI performed desorption and then ionization of the sample. A mass spectrogram was drawn as a function of the time of flight of ionized protein biomolecules. Results has been transferred to a software to obtain a MALDI imaging with a color spectrum which depends on the protein content of the sample. The slide has been reexamined histologically and the results compared to those of the imaging.Results: Fifty neuromas have been sampled, of which 27 were exploitable. Eleven normal nerves were analyzed. Among the 22 analyzed AN, an almost total imaging-pathology correlation was seen in only 2 cases (9.1%), a partial correlation in 4 (18.2%), and no correlation in 16 (72.7%). The mass spectrogram showed a peptide spike at 2000 m/z in 7 cases (31.8%) and at 5000 m/z in all cases (100%). Among the 5 NAN, an almost total correlation was seen in 3 cases (60%), a partial correlation in 1 (20%), and no correlation in 1 (20%). The mass spectrogram showed a peptide spike at 2000 m/z in 2 cases (40%) and at 5000 m/z in 21 cases (95.5%). Among the 11 hn, an almost total correlation was seen in 9 cases (81.8%), a partial correlation in 1 (9.1%), and no correlation in 1 (9.1%).The mass spectrogram showed in no case a peptide spike at 2000 or at 5000 m/z. Behind homogeneous areas on histology, there was a great heterogeneity in MALDI imaging and on mass spectrometry, regarding AN and NAN, but not hn.Conclusions: the lack of correlation in acoustic neuroma could be due to its lack of growth and evolution compared to other neuromas and healthy nerves which presented a better correlation. The presence of two peptide spikes detected only in neuroma and not in healthy nerve opens up the prospect of tumor biomarkers and pathophysiological actors that should be purified and identified by sequencing. In the case of presence of an imaging-pathology correlation, histological areas of interest showed morphological aspects that were reproducible in the whole analyzed samples. This is the first work on proteomic imaging using the MALDI in acoustic neuroma and in neuromas in general. This is also a first comparison between proteomic imaging of the neuroma and that of normal nerve. Besides, and also for the first time, we found a proteomic polymorphism in acoustic neuroma and non-acoustic neuroma which were absent in normal nerve tissue thereby suggesting the presence de proteic biomarkers for the neuroma.


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