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Détecter les altérations de morphologie cellulaire par spectroscopie RMN in vivo


A MIRCen, le groupe de Julien Valette a développé des méthodes de spectroscopie RMN in vivo visant à quantifier certaines caractéristiques morphologiques des neurones et astrocytes. Ces travaux se situent dans la perspective d’une meilleure compréhension du développement de maladies neurodégénératives.

Publié le 6 mars 2019

​Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales, dont les astrocytes, qui jouent un rôle critique pour le bon fonctionnement des neurones. La morphologie de ces cellules est susceptible d’être altérée de manière spécifique, en particulier au cours des maladies neurodégénératives. Il serait donc extrêmement intéressant de disposer d’une méthode d’imagerie non-invasive permettant d’accéder à cette morphologie, pour comprendre les altérations cellulaires ou fournir de nouveaux biomarqueurs. Cependant, la finesse de ces cellules les place bien au-delà de la résolution de toutes les techniques d’imagerie in vivo.

Le groupe de Julien Valette (IBFJ/MIRCen) a développé, dans le cadre d’un projet financé par le Conseil Européen de la Recherche (ERC), des méthodes de spectroscopie RMN in vivo visant à quantifier certaines caractéristiques morphologiques des neurones et astrocytes. En mesurant la diffusion des métabolites naturellement présents dans ces cellules, il devient en effet possible de remonter, par modélisation, à certaines caractéristiques de la structure cellulaire qui contraint leur diffusion. L’article publié dans NeuroImage prouve que ces méthodes permettent de détecter les altérations morphologiques d’un type cellulaire spécifique. Plus précisément, dans un contexte de réactivité astrocytaire chez la souris, où les astrocytes deviennent hypertrophiques, les propriétés de diffusion in vivo du myo-inositol (un métabolite réputé être essentiellement présent dans les astrocytes) sont spécifiquement altérées. La modélisation de la diffusion du myo-inositol permet d’extraire quantitativement les variations morphologiques des astrocytes, ce qui est validé par microscopie confocale.

Au cours ce travail, les chercheurs ont également observé, de manière inattendue, des variations importantes de la diffusion du lactate. Ce métabolite joue très certainement un rôle fondamental dans un grand nombre de processus cérébraux, mais sa compartimentation dans les différents types cellulaires est controversée. Les mesures de diffusion suggèrent que le lactate se trouve essentiellement dans les astrocytes en condition normal, et dans les neurones dans un contexte de réactivité astrocytaire. Ces données, également publiées dans l’article, ont permis à Julien Valette d’obtenir une nouvelle bourse ERC pour explorer la capacité de la spectroscopie RMN de diffusion à mesurer la compartimentation cellulaire du lactate (y-compris chez l’homme en utilisant le 11.7 T clinique de NeuroSpin).

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