| Apport de l’ablation LASER avec spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif dans l’analyse histologique de la répartition et de la quantification des métaux dans les tissus (LASER Ablation with Inductively Coupled Mass Spectrometry in the histological analysis of repartition and quantification of metals in tissues) | ||
Allaume, Pierre - (2024-10-17) / Universite de Rennes - Apport de l’ablation LASER avec spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif dans l’analyse histologique de la répartition et de la quantification des métaux dans les tissus Langue : Français Directeur de thèse: Turmin, Bruno Thématique : Médecine et santé | ||
Mots-clés : Histologie , Biochimie , Foie , Métaux , Hémochromatose , Carcinome Hépato-Cellulaire, Carcinome hépatocellulaire, Foie--Maladies, Spectrométrie de masse de désorption de plasmas, Hémochromatoses, Lasers en biochimie, Histopathologie, Tissus (histologie) Résumé : Contexte : Le foie joue un rôle central dans l'homéostasie des métaux. Certaines pathologies peuvent entrainer une surcharge hépatique d'un métal ou d'un autre, responsable d'une inflammation chronique, d'une fibrose, voire en l’absence de traitement, d'une cirrhose. L'hémochromatose génétique et la maladie de Wilson en sont deux exemples, responsables respectivement d'une surcharge -entre autre- intrahépatique en fer et en cuivre. D'autre part, des anomalies du métabolisme des métaux sont impliqués dans des processus pathologiques tels que le carcinome hépatocellulaire et la stéatohépatite, par exemple. Etat des lieux : L'étude des métaux au sein des tissus ("métallomique") est limitée au plan histologique, seul le fer étant détectable de façon fiable par les techniques usuelles. Les techniques biochimiques (parmi lesquelles l'ICP-MS) permettent une analyse multi-élémentaires sensible mais sans information topographique, et détruisent le matériel biologique. L’ICP-MS couplée à l’Ablation LASER (LA-ICP-MS) permet une analyse topographique résolutive, pouvant être directement appliquée sur des échantillons solides avec conservation du matériel tissulaire. Combinée avec l’analyse morphologique histologique, elle rend possible une cartographie quantitative in-situ de nombreux métaux sur des zones d’intérêt sélectionnées. Article Original : Nous avons appliqué là LA-ICP-MS dans le cadre de l’hémochromatose génétique, d’une part sur des échantillons biopsiques au diagnostic et d’autre part sur des spécimens de résection hépatique avec carcinome hépato-cellulaire (CHC). En corrélation avec l’analyse histologique standard, la LA-ICP-MS est suffisamment résolutive pour cartographier le tissu hépatique et pour identifier des régions d’intérêt, comme des espaces portes, des septa fibreux, des zones centrolobulaires, des nodules dépourvus de fer et des zones tumorales. Nous avons mis au point une méthode de quantification en LA-ICP-MS en établissant une gamme d’étalonnage spécifique, et avons démontré une bonne concordance avec la méthode de quantification de référence en ICP-MS classique en ce qui concerne la quantification in situ du fer et du cuivre, avec un seuil de détection inférieur à la coloration de Perls. Les CHC présentaient une moindre concentration en fer (p=0.034) que le parenchyme hépatique non tumoral, sans différence de concentration en cuivre. Ce profil est similaire à celui de trois nodules dépourvus de fer identifies sur les biopsies hépatiques d’hémochromatose génétique au diagnostic (p=0.013). Nous avons démontré qu’il est possible de réaliser une analyse LA-ICP-MS sur des coupes histologiques en paraffine, là où de précédentes études n’utilisaient que des cryo-sections ou des lames dé-paraffinées. Cette approche ouvre la possibilité d’analyser les échantillons histologiques archivés et pourrait se révéler un nouvel outil d’analyse dans la pratique de l’histopathologie des maladies liées aux métaux, dans le foie comme dans d’autres organes. Résumé (anglais) : Context: The liver plays a central role in metal homeostasis. Certain pathologies can lead to hepatic overload of one metal or another, resulting in chronic inflammation, fibrosis, and, in the absence of treatment, cirrhosis. Genetic hemochromatosis and Wilson's disease are two examples, responsible, respectively, for iron and copper overload, particularly in the liver. Additionally, abnormalities in metal metabolism are involved in pathological processes such as hepatocellular carcinoma and steatohepatitis. Current State: The study of metals within tissues ("metallomics") is currently limited to histological analysis, with only iron being reliably detectable by standard techniques. Biochemical techniques (including ICP-MS) enable sensitive multi-element analysis, but they do not provide topographical information and result in the destruction of biological material. Coupling ICP-MS with Laser Ablation (LA-ICP-MS) enables high-resolution topographical analysis that can be directly applied to solid tissue samples while preserving their integrity. When combined with histological morphological analysis, LA-ICP-MS allows for in situ quantitative mapping of numerous metals in selected areas of interest. Original Article: We applied LA-ICP-MS in the context of genetic hemochromatosis, using biopsy samples for diagnosis and liver resection specimens from patients with hepatocellular carcinoma (HCC). In correlation with standard histological analysis, LA-ICP-MS was sufficiently resolved to map liver tissue and identify regions of interest, such as portal spaces, fibrous septa, centrilobular zones, iron-depleted nodules, and tumor areas. We developed a quantification method for LA-ICP-MS by establishing a specific calibration curve and demonstrated a strong agreement with the reference quantification method using classical ICP-MS regarding in situ quantification of iron and copper, with a detection threshold lower than that of Perls' staining. HCC specimens showed significantly lower iron concentrations (p = 0.034) compared to non-tumoral hepatic parenchyma, with no difference in copper concentrations. This profile was similar to that of three iron-depleted nodules identified in liver biopsies from patients with genetic hemochromatosis at diagnosis (p = 0.013). We demonstrated that LA-ICP-MS analysis can be successfully performed on paraffin-embedded histological sections, whereas previous studies used only cryosections or deparaffinized slides. This approach opens up the possibility of analyzing archived histological samples and could prove to be a novel analytical tool in the practice of histopathology for metal-related diseases, both in the liver and in other organs. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-20595 | ||
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