Imagerie tissulaire hépatique

par Alain Luciani

Thèse de doctorat en Imagerie médicale

Sous la direction de Olivier Clément.

Soutenue en 2007

à Paris 12 .

mots clés

• Foie -- Imagerie
• Foie -- Imagerie par résonance magnétique
• Cellules hépatiques

Résumé

Deux aspects de l’imagerie tissulaire hépatique ont été étudiés : l’imagerie des mouvements microcirculatoires hépatiques d’une part, et l’imagerie cellulaire de la transplantation cellulaire hépatique à l’aide d’un agent de contraste intra-cellulaire (Anionic Magnetic Nano Particles ou AMNP) constitué de cristaux de maghémite et d’oxyde de fer d’autre part. Une nouvelle séquence d’imagerie de diffusion en IRM a été développée, et appliquée chez l’Homme. Cette séquence d’imagerie (IVIM pour Intra Voxel Incoherent Motion) permet l’étude des mouvements protoniques incohérents à l’échelon moléculaire (composante « perfusive de la diffusion »). Nous avons montré que l’évaluation de cette composante « perfusive » de la diffusion, restreinte dans les cirrhoses évoluées, pourrait à terme constituer un nouveau marqueur non invasif de la fibrose hépatique. L’étude de l’imagerie de la transplantation hépatique s’est faite en trois étapes : - Nous avons d’abord montré chez 22 souris la faisabilité en IRM 1,5T du suivi du trafficking cellulaire d’hépatocytes murins matures marqués magnétiquement aux AMNP, et injectés par voie intra-portale dans un modèle murin de TCH. - Nous avons ensuite optimisé les techniques de marquage magnétique sur d’autres types cellulaires candidates à la TCH : trois populations cellulaires (hépatocytes humains et murins matures, cellules clonales Huh7) ont été marquées magnétiquement. Leur viabilité et leur fonctionnalité cellulaire (évaluation du stockage du glycogène par coloration au PAS) ont été évalués in vivo et ex-vivo. Onze souris transplantées avec des hépatocytes humains ou murins à charge réduite en AMNP ont été explorées en IRM 1,5T. - Enfin, nous avons utilisé les propriétés magnétiques des AMNP pour étudier la vectorisation magnétique de cellules Huh7 comarquée magnétiquement et en fluorescence et injectées par voie intra-splénique chez 20 souris C57/Bl6. L’influence d’un aimant externe sur la répartition intra-parenchymateuse ou intra-vasculaire des cellules transplantées a été étudiée conjointement en IRM et en imagerie optique in vivo. Dans la TCH, la vectorisation cellulaire magnétique semble favoriser la formation d’aggrégats cellulaires et d’emboles cellulaires porte.

Titre traduit

Liver tissue imaging

Résumé

Two components of liver Tissue Imaging have been studied in this Thesis including the assessment of liver microcirculation and the cellular imaging of liver cell transplantation following hepatocyte labeling using Anionic Magnetic Nano Particles (AMNP). A new Diffusion Weighted Imaging (DWI) Sequence adapted from the IVIM (Intra Voxel Incoherent Motion) Method has been developed in order to study the incoherent movements of protons under the influence of perfusion. We have shown that the assessment of the « perfusion component » of DWI could provide a non-invasive surrogate marker of liver cirrhosis. Our imaging study of liver cell transplantation followed a three step process : - We fisrt demonstrated that 1. 5T MRI has the ability to follow cell trafficking of magnetically labeled mature hepatocytes in a murine model of liver cell transplantation - We secondly optimized the magnetic labeling process in order to tagg 3 distinct cell candidates for liver cell transplantation and to facilitate magnetic hepatocyte engraftment in recipient livers. Both the viability and in-vivo functionnality of magentically labeled cells was assessed, while 11 mice were transplanted with either Human or murine hepatocytes magnetically labeled using AMNP - We used the magnetic properties of AMNP to assess the impact of magnetic targeting on cell trafficking. Huh7 cells were tagged both magnetically with AMNP and fluorescently using PKH67 membrane linker. An external magnet was positioned on recipient livers, and the intra-hepatic distribution of transplanted cells was documented using intra-vital optical imaging and 1. 5T MRI. Magnetic targeting of labeled cells lead to an increased rate of portal emboli, probably related to the constitution of magnetic cell aggregates.