Transplantation Rénale : Evaluation de la Spectroscopie vibrationnelle dans l'Analyse Urinaire pour le diagnostic du Rejet de greffe (TRESAUR)

par Elie Sarkees

Projet de thèse en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Vincent Vuiblet et de Olivier Piot.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences Fondamentales et Santé (Reims, Marne) , en partenariat avec BioSpectroscopie Translationnelle (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Le rejet d'allogreffe en transplantation est la première cause de perte du greffon rénale, ceci malgré l'amélioration constante des stratégies immunosuppressives. La précocité de la prise en charge thérapeutique de ces rejets aigus est un facteur clef dans le pronostic de cette complication. En effet, la prise en charge précoce, avant même la survenue d'une insuffisance rénale, permet d'instaurer un traitement avant que des lésions chroniques, de type fibrose et inflammation interstitielle, conduisent à la dysfonction puis à la perte du greffon. Le socle diagnostic du rejet aigu d'allogreffe est l'analyse histologique de biopsies de greffon dont l'interprétation est réalisée selon une classification internationale, la classification de Banff. Cette analyse requiert donc un geste invasif dans un organe richement vascularisé et donc pourvoyeur de complications telles que des hématomes, hématurie macroscopique, rétention aigue d'urine, infection, fistules artério-veineuses. Dans les cas les plus graves, la perte du greffon peut être envisagée. En raison, de l'invasivité de ce geste biopsique et des complications inhérentes, la surveillance histologique des greffons est réservée à des périodes clefs de la transplantation : le 3ème (M3) et le 12ème (M12) mois après la transplantation. Ainsi, de nombreux centres de transplantation adoptent une stratégie de surveillance incluant une biopsie de dépistage à M3 et M12, même en dehors de toute dysfonction du greffon. Grâce à cette stratégie, des lésions de rejet aigu peuvent être découvertes et traitées précocement. De plus des biopsies de greffon indiquées pourront être réalisées en cas de dysfonction de greffon ou d'apparition d'anticorps dirigé contre le greffon. En cas de rejet aigu, l'évaluation de l'efficacité du traitement de ce rejet sera évaluée sur une nouvelle biopsie de greffon de contrôle à 1 mois du traitement afin de constater la régression de l'infiltrat inflammatoire. Du fait des risques liés aux biopsies pour le greffon (hématomes, hémorragie, fistules artério-veineuses, rétention aigue d'urine, hématurie macroscopique) ainsi que des contraintes techniques et organisationnelles, l'analyse histologique, particulièrement en dépistage (en dehors de dysfonction du greffon) ne peut être multipliée autant que nécessaire surtout en début de greffe, là où les rejets sont les plus fréquents. Afin de répondre à cette nécessité de surveillance étroite, imparfaitement accomplie par l'étude histologique, l'identification de nouveaux biomarqueurs accessibles de manière non invasive constituerait une avancée significative. Dans le cas de la transplantation rénale, l'urine est un liquide biologique particulièrement intéressant puisqu'il véhicule cellules, protéines et nombreuses autres molécules ayant transité par le greffon ou étant produites par celui-ci. Il s'agit donc d'un échantillon particulièrement intéressant, très facile à recueillir sans geste invasif et offrant la possibilité de réaliser des analyses itératives. Récemment, plusieurs études se sont intéressées à la recherche de biomarqueurs urinaires. Par exemple, les analyses de mRNA et protéomiques urinaires ont permis d'identifier plusieurs marqueurs associés à l'inflammation, à l'ischémie froide ou à la reprise retardée de fonction. Malgré ces avancées, à ce jour, aucun de ces indicateurs moléculaires n'apparait comme marqueur étalon permettant le diagnostic de rejet en routine clinique. L'application restreinte de ces approches est due à la multiplicité de ces acteurs moléculaires (connus et encore inconnus) et à leur éventuelle combinaison pondérant leur implication. Afin de pallier cette limitation, nous proposons d'évaluer la capacité de la spectroscopie vibrationnelle à identifier, à partir de prélèvements d'urine, une nouvelle génération de marqueurs spectroscopiques indicateurs de rejet aigu chez les patients transplantés rénaux. En effet, l'analyse biofluidique des urines par spectroscopie Raman ou infrarouge permet d'accéder à la globalité des molécules présentes dans ce liquide, en un seul enregistrement et sans préparation particulière de l'échantillon. Le traitement statistique des données multivariées permettra d'identifier pour chaque situation clinique, immunologique et/ou histologique un profil spectral spécifique, et ainsi d'établir une base de marqueurs spectroscopiques diagnostiques indépendants de la variabilité inhérente à la matière biologique. Pour ce faire, les urines provenant des patients transplantés rénaux suivis au CHU de Reims seront recueillies. L'analyse spectrale sera confrontée aux données cliniques, biologiques, immunologiques et histologiques. Pour chaque patient, plusieurs prélèvements seront aussi régulièrement analysés de façon à suivre l'évolution du patient sur la période d'étude.

  • Titre traduit

    Renal Transplantation: Evaluation of Vibrational Spectroscopy in Urinary Analysis for the Diagnosis of Graft Rejection (TRESAUR)


  • Résumé

    Allograft rejection in transplantation is the main cause of renal transplant loss, despite the constant improvement of immunosuppressive strategies. The early management of these acute rejections is a key factor in the prognosis of this complication. Indeed, early management, even before the onset of renal failure, allows treatment to be initiated before chronic lesions, such as fibrosis and interstitial inflammation, lead to dysfunction and then loss of the graft. The basis for the diagnosis of acute allograft rejection is the histological analysis of graft biopsies, the interpretation of which is carried out according to an international classification, the Banff classification. This analysis therefore requires an invasive gesture in a richly vascularized organ and therefore provider of complications such as hematomas, gross hematuria, acute retention of urine, infection, arteriovenous fistulas. In the most serious cases, graft loss may be considered. Because of the invasiveness of this biopsy procedure and the inherent complications, histological monitoring of grafts is reserved for key periods of transplantation: the 3rd (M3) and the 12th (M12) months after transplantation. Thus, many transplantation centers adopt a surveillance strategy that includes an M3 and M12 screening biopsy, even outside of any graft dysfunction. Thanks to this strategy, acute rejection lesions can be discovered and treated early. In addition, the graft biopsies indicated may be performed in case of graft dysfunction or appearance of antibodies against the graft. In case of acute rejection, evaluation of the efficacy of the treatment of this rejection will be evaluated on a new biopsy of control graft at 1 month of the treatment in order to note the regression of the inflammatory infiltrate. Due to the risks associated with biopsies for the graft (haematomas, haemorrhage, arteriovenous fistulas, acute retention of urine, gross hematuria) as well as technical and organizational constraints, histological analysis, particularly in screening (apart from dysfunction of the graft) can not be multiplied as much as necessary especially at the beginning of the transplant, where the rejections are the most frequent. In order to meet this need for close surveillance, imperfectly accomplished by the histological study, the identification of new non-invasively accessible biomarkers would be a significant step forward. In the case of kidney transplantation, urine is a particularly interesting biological fluid since it carries cells, proteins and many other molecules that have passed through or are produced by the graft. It is therefore a particularly interesting sample, very easy to collect without invasive action and offering the possibility of performing iterative analyzes. Recently, several studies have focused on urinary biomarker research. For example, mRNA and urinary proteomic analyzes have identified several markers associated with inflammation, cold ischemia or delayed function recovery. Despite these advances, to date, none of these molecular indicators appears as a standard marker for the diagnosis of rejection in clinical routine. The restricted application of these approaches is due to the multiplicity of these molecular actors (known and still unknown) and to their possible combination weighting their implication. In order to overcome this limitation, we propose to evaluate the ability of vibrational spectroscopy to identify, from urine samples, a new generation of spectroscopic markers indicative of acute rejection in renal transplant patients. Indeed, the biofluidic analysis of urine by Raman spectroscopy or infrared allows access to the global molecules present in this liquid, in a single recording and without special preparation of the sample. The statistical processing of the multivariate data will make it possible to identify for each clinical, immunological and / or histological situation a specific spectral profile, and thus to establish a basis of diagnostic spectroscopic markers independent of the variability inherent to the biological material. To do this, the urine from renal transplant patients followed at the Reims University Hospital will be collected. Spectral analysis will be confronted with clinical, biological, immunological and histological data. For each patient, several samples will also be regularly analyzed to monitor the patient's progress over the study period.