VISAGE - Développement d'une méthode de détection et de quantification des AGEs cutanés par imagerie vibrationnelle.

par Fatima Alsamad

Projet de thèse en Pharmacie

Sous la direction de Olivier Piot et de Stéphane Jaisson.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Sciences Fondamentales - Santé , en partenariat avec BioSpectroscopie Translationnelle (laboratoire) depuis le 13-09-2016 .


  • Résumé

    Parmi les divers processus impliqués dans le vieillissement cutané, la glycation des protéines telles que le collagène ou l'élastine est un mécanisme majeur. Ce mécanisme complexe conduit à la formation de composés appelés produits de glycation avancée (ou AGEs pour 'Advanced Glycation End Products'), qui affectent fortement les propriétés structurales et fonctionnelles des protéines auxquelles ils sont liés. Plus largement, au cours du vieillissement chronologique, les AGEs s'accumulent dans de multiples tissus. Ainsi, l'accumulation cutanée reflète le vieillissement global de l'organisme. De plus, elle est accélérée dans le cas de pathologies chroniques telles que le diabète ou l'insuffisance rénale chronique (IRC). Disposer de méthodes fiables de détection et de quantification des AGEs au niveau cutané est donc primordial pour diagnostiquer ce processus et ainsi définir des voies de prévention du vieillissement cutané ou des attitudes thérapeutiques dans le cadre des pathologies chroniques. Actuellement, les méthodes d'analyse des AGEs cutanés présentent des limitations importantes : elles nécessitent généralement la réalisation de biopsies et des préparations séparatives pointues limitant leur application en routine. Alternativement, une méthode, non invasive cette fois, consiste à mesurer in vivo l'autofluorescence cutanée (dispositif AGE ReaderTM). Cependant, cette approche reste très controversée : cette mesure est peu spécifique car basée sur la détection d'AGEs cutanés fluorescents qui semblent pourtant minoritaires par rapport aux AGEs non fluorescents qui ne sont pas détectés. Dans ce contexte, notre projet vise de développer une méthode de détection qualitative et quantitative des AGEs cutanés par imagerie vibrationnelle de diffusion Raman. Cette technique biophotonique non invasive présente une grande spécificité moléculaire permettant de distinguer les différents AGEs et de les quantifier relativement par rapport aux constituants cutanés. De nouveaux systèmes utilisant des fibres optiques rendent aussi possibles des mesures in vivo. Préalablement à ces développements in vivo, il est indispensable d'établir une banque robuste de marqueurs spectroscopiques spécifiques des AGEs et associés au vieillissement cutané, chronologique ou lié à une pathologie chronique. Ainsi, le programme de travail défini ici a pour objectif d'identifier ces marqueurs Raman, en démontrant la spécificité et la sensibilité de cette technique. Pour ce faire, nous analyserons des prélèvements de peau en distinguant le derme et l'épiderme. Les données vibrationnelles seront comparées aux dosages biochimiques des principaux AGEs cutanés réalisés par LC-MS/MS, ainsi qu'à des marquages immunohistochimiques (cartographie histologique de la pentosidine et de la carboxyméthyllysine). Des méthodes de recherche de corrélation statistique entre les données Raman et les dosages en AGEs seront appliquées, en y incorporant des algorithmes innovants de sélection de variables. Les résultats seront interprétés en lien avec les informations démographiques et les données clinico-biologiques recueillies (âge, hypertension artérielle, diabète (HbA1c), IRC…). Ce travail de thèse concerne donc des développements méthodologiques qui pourraient ensuite être étendus à la mise au point d'une méthode non invasive de quantification des AGEs cutanés in vivo. Il sera alors possible de réaliser une évaluation objective du statut cutané permettant ainsi de guider précocement l'attitude thérapeutique dans le cas des pathologies chroniques (diabète, IRC), ou dans un autre domaine, d'évaluer l'effet d'actifs, notamment issus des bio-ressources végétales, développés pour une prévention dermo-cosmétique du vieillissement chronologique.

  • Titre traduit

    VISAGE - Development of a method of detection and quantification of the cutaneous AGES by imaging vibrationnelle


  • Résumé

    Among the various processes involved in skin aging, the glycation of proteins such as collagen or elastin is a major mechanism. This complex mechanism leads to the formation of compounds called advanced glycation end products (AGEs or for 'Advanced Glycation End Products), which strongly affect the structural and functional properties of proteins to which they are linked. More broadly, during chronological aging, AGEs accumulate in multiple tissues. Thus, dermal accumulation reflects the overall aging of the body. Moreover, it is accelerated in the case of chronic conditions such as diabetes or chronic kidney disease (CKD). Have reliable methods for detection and quantification of AGEs in the skin is therefore essential to diagnose this process and thus define the ways of preventing skin aging or therapeutic attitudes in the context of chronic pathologies. Currently, methods of analysis of skin AGEs have significant limitations: they typically require biopsies and sharp separative preparations limiting their application in routine. Alternatively, a non-invasive method this time is to measure in vivo skin autofluorescence (AGE ReaderTM device). However, this approach remains controversial: the measure is not specific because based on the detection of fluorescent AGEs skin that seem nevertheless outnumbered by non-fluorescent AGEs which are not detected. In this context, our project aims to develop a method for qualitative and quantitative detection of skin AGEs by vibrational Raman imaging. This non-invasive technique has biophotonics high molecular specificity for distinguishing different AGEs and quantify relatively compared to skin constituents. New systems using optical fibers also make possible in vivo measurements. Prior to these developments in vivo, it is essential to establish a robust banking specific spectroscopic markers of AGEs and associated with skin aging, chronological or related to chronic disease. Thus the work program set out here aims to identify these Raman markers, demonstrating the specificity and sensitivity of this technique. To do this, we will analyze the skin samples distinguishing between the dermis and epidermis. Vibrational data will be compared with biochemical assays main skin AGEs made by LC-MS / MS, as well as immunohistochemical staining (histological mapping of pentosidine and carboxymethyllysine). Methods of statistical correlation between the Raman Research data and assays AGEs will be applied, incorporating innovative algorithms for variable selection. The results will be interpreted in connection with demographic information and clinical and biological data (age, hypertension, diabetes (HbA1c), IRC ...). This work therefore concerns methodological developments which could then be extended to the development of a noninvasive method for quantifying skin AGEs in vivo. It will then be possible to make an objective assessment of skin status thus allowing early guide the therapeutic approach in the case of chronic diseases (diabetes, CKD), or in another field, to assess the effect of assets including from plant bio-resources, developed for dermo-cosmetic prevention chronological aging.