Contribution de la spectroscopie vibrationnelle en néphrologie

par Vincent Vuiblet

Projet de thèse en Sciences

Sous la direction de Philippe Rieu et de Olivier Piot.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (MEDYC) Matrice Extra-cellulaire et DYnamique Cellulaire (laboratoire) et de Equipe Vieillissement matriciel et remodelage vasculaire-MEDYC (equipe de recherche) depuis le 13-05-2010 .


  • Résumé

    L'étude du tissu rénal avec des techniques anciennes telles que la microcopie optique, l'immunofluorescence et la microscopie électronique est indispensable au diagnostic et à la caractérisation des maladies rénales. L'amélioration de ces techniques, en particulier l'immunomarquage associé à la microscopie confocale bi-ou multiphotonique et l'utilisation de nouveaux fluorochromes, a permis de mieux étudier les mécanismes physiopathologiques associés aux maladies rénales. En effet, ces techniques permettent d'analyser des molécules spécifiques et leurs interactions au sein du parenchyme rénal normal ou pathologique. La microscopie couplée à la spectroscopie vibrationnelle pourrait apporter des informations complémentaires sur la composition chimique, la structure moléculaire, les interactions moléculaires, l'alignement et l'orientation des molécules dans les cellules et les tissus rénaux. Elle pourrait apporter des informations biochimiques se rapportant aux protéines, aux lipides, aux hydrates de carbone et aux acides nucléiques, procurant ainsi une information additionnelle sur la santé et la pathologie du tissu rénal. L'équipe 2.1 de l'unité CNRS UMR 6237 s'intéresse aux modifications post traductionnelles non enzymatiques des protéines matricielles. Certaines maladies favorisent les modifications post traductionnelles. Ainsi, au cours du diabète sucré, qui se caractérise par une élévation de la glycémie, le glucose interagit avec les protéines environnantes par la réaction de glycation. Sa fixation s'accompagne de processus oxydatifs (glycoxydation) entraînant la formation d'intermédiaires carbonylés réactifs (aldéhydes ou cétones) qui génèrent, à terme, des produits de glycation avancée (ou AGEs, pour « Advanced Glycation End Products »). De même, au cours de l'insuffisance rénale chronique, l'augmentation du stress oxydatif favorise l'auto-oxydation des carbohydrates, produisant ainsi des produits de glycoxydations intermédiaires (glyoxal, methylglyoxal) qui réagissent avec les groupements aminés libres des protéines et forment des AGEs. Les AGEs s'accumulent sur les protéines à demi-vie longue telles que le collagène. Les AGEs modifient la structure et la fonction des protéines. Ils forment des liaisons covalentes irréversibles entre les protéines de la matrice extracellulaire. Ils interagissent avec le récepteur RAGE exprimé par les différents types cellulaires du tissu rénal (cellules podocytaires, cellules endothéliales, cellules tubulaires…). L'accumulation accélérée des AGEs dans les tissus participe aux complications du diabète et de l'insuffisance rénale chronique. Au niveau du rein, les AGEs contribuent à la constitution de la néphropathie diabétique et à la progression de la fibrose rénale des néphropathies chroniques. Au cours de mon master 2, nous avons montré la capacité de la spectroscopie Raman à détecter certains AGEs (pentosidine et CML) dans le tissu rénal provenant de sujets atteints de néphropathie diabétique. Ce travail a pu se faire grâce à une collaboration avec l'équipe 3.2 (Dr Piot, Pr Manfait) de l'unité CNRS UMR 6237 qui a une grande expertise dans le domaine de la spectroscopie vibrationnelle. Au cours de ce travail de thèse, nous proposons d'utiliser la spectroscopie vibrationnelle pour décrire les mécanismes de formation des AGEs tissulaires au cours du diabète et de l'insuffisance rénale chronique. L'avantage de la spectroscopie vibrationnelle est de pouvoir identifier des molécules contre lesquelles il n'y a pas d‘anticorps disponibles. C'est le cas de nombreux AGEs (glucosepane, argpyrimide, hydroimidazolones…), des composés intermédiaires aux étapes de formation des AGEs (glyoxal, arabinose, deoxyglucosones, fructosamide…), des antagonistes pharmacologiques de la formation des AGEs tels que l'aminoguanidine, les AGEs-breakers (ALT-711 :4,5-Dimethyl-3-(2-oxo-2-phenylethyl)thiazolium-chloride) et des antagonistes pharmacologiques du récepteur RAGE tels que TTP488. L'avantage d'associer la microimagerie à la spectroscopie vibrationnelle est de pouvoir co-localiser au sein du tissu rénal les molécules d'intérêt. Dans un premier temps nous réaliserons une banque de spectres des composés intermédiaires de glycation, des différents AGEs et des inhibiteurs pharmacologiques des AGEs et de RAGE. Puis, nous utiliserons la microimagerie couplée à la spectroscopie vibrationnelle pour identifier et localiser ces différentes molécules au sein du tissu rénal normal et pathologique. Les tissus rénaux étudiés proviendront de sujets diabétiques (biopsie rénale à visée diagnostique), de sujets témoins (néphrectomie pour cancer), de souris diabétiques (induction par Streptozotocin) ± traitées avec des inhibiteurs pharmacologiques des AGEs ou de RAGE, de souris avec insuffisance rénale chronique (néphrectomie des 5/6ème).

  • Titre traduit

    Contribution of vibrational spectroscopy in Nephrology


  • Pas de résumé disponible.