Caractérisation du tissu aortique et diagnostic précoce des anévrysmes de l'aorte ascendante par spectro-imagerie

par Sylvain Rubin

Thèse de doctorat en Pharmacie. Biophysique

Sous la direction de Michel Manfait.

Soutenue en 2006

à Reims .

mots clés

• Anévrysme
• Fourier, Spectroscopie infrarouge à transformée de
• Spectroscopie Raman
• Anévrisme de l'aorte
• Aorte

Résumé

Le @diagnostic précoce des anévrysmes de l’aorte ascendante reste, aujourd’hui, un véritable écueil. Aucun test diagnostique non destructif ne peut mettre en évidence les altérations infra-cliniques conduisant à la dilatation aortique. Nous avons utilisé différentes approches en spectro-imagerie pour étudier le tissu aortique non dilaté et anévrysmal, avec ou sans bicuspidie aortique. L’analyse en spectroscopie infrarouge a portée sur 19 échantillons, et a permis de caractériser les tissus sains et pathologiques puis de discriminer 100% de ces tissus en utilisant des bandes spectrales liées aux protéines et possiblement à la conformation de l’ADN. La structure secondaire des protéines semble à la base de ces classifications avec en particulier des variations spécifiques du rapport feuillets β sur hélice α en fonction des différents tissus. La mise en évidence d’anomalies similaires entre aortes de bicuspidie, dilatées ou non, nous fait penser que nous avons mis en évidence un facteur spécifique des bicuspidies. La spectroscopie Raman nous a permis, sur un plus faible nombre d’échantillons, de discriminer par classification hiérarchique ascendante les anévrysmes des tissus non dilatés en se basant sur des gammes spectrales influencées par les acides aminés majoritaires du collagène et de l’élastine. Pourtant, le traitement fastidieux des données nécessitera le développement de méthodes suffisamment souples et puissantes pour analyser les millions de données qui seront générées par l’extension de ces travaux. Nous avons donc pu caractériser et discriminer différents tissus en utilisant plusieurs approches dont certaines peuvent avoir un débouché en pratique clinique.

Titre traduit

Aortic tissue characterisation ans precocious dianosis of aortic ascending aneurisms using spectral imaging

Résumé

@To date, the precocious diagnosis of ascending aortic aneurysms remains impossible. No none destructive diagnostic test, showing infraclinical modifications before the aneurysm, exists. We have used different spectral and imaging approaches to study none dilated and aneurismal tissues, with or without bicuspid aortic valve. The infrared analysis, based on 19 samples, have characterised and correctly discriminated 100% of our tissues, using some specific spectral ranges related to the protein secondary structure and, probably, the structure of the DNA. The secondary structure of proteins seems to be the most important point of this discrimination with major modifications in the β-sheet / α-helix ratio. Same modifications have been shown for dilated and none dilated bicuspid aortas. We believe that it could be a specific descriptor and perhaps a predictive factor of aortas from patients with bicuspid aortic valve. With few samples, the Raman spectroscopy has allowed to discriminate aneurismal aortas from the others using spectral ranges presenting information from collagen and elastin. However, the spectral analysis will require powerful tools to treat the enormous quantity of generated data by the extension of this project. To conclude, we have characterized and discriminated different aortic tissues using some spectral approaches with, for someone, the hope of exportation to the hospital