Approche métabo-lipidomique appliquée aux larmes et apport de la surface oculaire dans la recherche de biomarqueurs dans la sclérose latérale amyotrophique

Tear fluid metabo-lipidomics and ocular surface investigations in amyotrophic lateral sclerosis

• Auteur / Autrice : Raoul Khanna
• Direction : Philippe Corcia, Pierre-Jean Pisella
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagerie et cerveau
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe 2 - Neurogénomique et Physiopathologie neuronale

Mots clés

Mots clés libres

Sclérose latérale amyotrophique

Surface oculaire

Métabolomique

Larmes

Empreinte conjonctivale

Biomarqueurs

Amyotrophic lateral sclerosis

Ocular surface

Metabolomics

Tears

Impression cytology

Biomarkers

Résumé

La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA, ou maladie de Charcot ou de Lou Gehrig) est la plus fréquente des maladies neurodégénératives affectant les motoneurones. Elle est responsable d'une perte progressive d'autonomie par une amyotrophie des membres inférieurs et supérieurs dans sa forme spinale ou des troubles de la déglutition et de la parole dans sa forme bulbaire. Il s'agit d'une pathologie non curable dont le décès survient après 2 à 5 ans d'évolution (50% des patients décèdent au cours des 36 premiers mois d'évolution). Le diagnostic repose sur l'histoire clinique, les signes et symptômes après exclusion des autres causes et est souvent difficile (en moyenne entre 9 et 12 mois après les premiers symptômes). La recherche de biomarqueurs diagnostiques constitue donc un véritable enjeu pour une meilleure compréhension de la physiopathologie de cette affection. La surface oculaire est une entité anatomophysiologique à la frontière entre le milieu extérieur et les structures intraoculaires incluant paupières, film lacrymal, conjonctive, glandes lacrymales et cornée. L'étude du film lacrymal et des composants cellulaires de cette surface oculaire est facilement accessible et atraumatique. Son analyse par l'utilisation de la ''métabolomique'', membre des récentes sciences ''omiques'', permet d'envisager une approche puissante pour déterminer une signature métabolique obtenue grâce à une combinaison de petites molécules. Différentes approches « omiques » ont été employées pour explorer les larmes de patients atteints de maladies neurodégénératives (Parkinson, sclérose en plaques, Alzheimer) mais jusqu'à ce jour jamais dans les larmes et cellules de patients atteints de SLA. L'analyse des larmes et cellules de la surface oculaire a montré que des biomarqueurs diagnostiques et pronostiques étaient identifiables et pertinents dans la compréhension de maladies neurodégénératives. Une approche plus globale à la fois biologique, en utilisant la métabolomique, et les examens cliniques et paracliniques, à l'aide de l'imagerie de la surface oculaire, pourrait contribuer à l'identification de biomarqueurs diagnostiques de la SLA. De plus, de par son accessibilité et le caractère non invasif des prélèvements à la surface de l'œil, ces biomarqueurs auraient l'avantage de pouvoir être étudiés de manière longitudinale afin d'améliorer les connaissances de la physiopathologie de la SLA, voir d'identifier des biomarqueurs pronostiques.

Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS, or Charcot or Lou Gehrig's disease) is the most common neurodegenerative disease affecting motor neurons. The disease is characterized by progressive loss of autonomy due to amyotrophy of the lower and upper limbs in its spinal form or swallowing, breathing and speaking problems in its bulbar form. This is a non-curable disease leading to death 2 to 5 years after onset (50% of patients die within the first 36 months). Diagnosis is based on clinical history, signs and symptoms after excluding other causes and is often difficult (on average between 9 to 12 months after the onset of first symptoms). The search for diagnostic biomarkers represents a real challenge and would contribute to better understanding of the pathophysiology of this condition. The ocular surface is a functional unit which includes the eyelids, tear film, conjunctiva, lacrimal glands and cornea. Samples of the tear film and cellular components of the ocular surface are easily accessible and atraumatic. The use of ''metabolomics'', a new field within the ''omics'' sciences, represents an innovate approach to determine the global metabolite profiles of ocular surface components. Different ''omics'' approaches have been used to investigate the composition of tears of patients with neurodegenerative diseases (Parkinson, multiple sclerosis, Alzheimer) but to date never in tears and ocular surface cells of patients with ALS. These approaches have led to the identification of diagnostic and prognostic biomarkers in neurodegenerative diseases. A global approach including metabolomics, clinical and paraclinical investigations, with ocular surface imaging, could help identify diagnostic biomarkers in ALS. In addition, due to the accessibility and the non-invasive nature of samples from the surface of the eye, repeated analyses could be performed longitudinally in order to improve the knowledge of the pathophysiology of ALS, and to identify prognostic biomarkers.