Axe 3 | Signature structurale - Microscopie SHG

Dynamique du Micro-Environment et Cancer [Dymec]

Dans ce projet nous nous proposons de :
    - quantifier et caractériser les fibres de collagène comme marqueur prédictif de l’évolution et de la réversibilité de la fibrose hépatique,
    - déterminer l’organisation (orientation/réticulation) du collagène fibrotique dans le but de définir des signatures structurales, prédictives de l’évolution de la pathologie et du développement tumoral.

La méthode choisie est la microscopie de génération de seconde harmonique, « Second Harmonic Generation » (SHG)  (Seconde Harmonic Generation),  que nous avons développée en collaboration avec les physiciens de l’IRP (UMR 6226 CNRS-Université de Rennes1). C’est, une méthode fiable, standardisée et reproductible permettant la quantification précise des dépôts de collagène fibrillaire caractéristiques des pathologies hépatiques fibrosantes (Index de Fibrose SHG). L’atout principal de cette méthode est que le signal SHG est intrinsèquement émis par les fibres de collagène endogène et ne nécessite aucune addition de colorants extrinsèques. Le principe de la microscopie (SHG) repose sur l’utilisation et le développement de lasers infrarouges (IR) qui excitent des molécules par des processus non linéaires. De plus, des analyses qualitatives du réseau de collagène peuvent être effectuées en lumière polarisée (P-SHG), permettant de déterminer précisément l’organisation 3D (orientation/réticulation) des fibres de collagène.

Nous avons démontré l’intérêt de microscopie SHG pour l’évaluation histopathologique de la fibrose hépatique chez l’homme (Index de Fibrose SHG) et avons validé cette méthode par rapport à la classification Métavir et l’Elastométrie par Ultrasons (Gailhouste et al 2010).

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Détection du collagène fibrillaire en microscopie SHG

La quantification du collagène fibrillaire et le scoring par SHG permet de suivre précisément l’évolution d’une fibrose (régression ou aggravation) et ainsi être une aide au diagnostic et à la validation des protocoles thérapeutiques expérimentaux, en complément du score Métavir.

Nous avons également étudié, par la microscopie P-SHG, le remodelage du collagène de la matrice extracellulaire au cours de la fibrose hépatique à travers le modèle expérimental de souris traitées au CCl4 (Rouède et al 2017). Notre étude montre :
- une expansion des fibres de collagène autour des veines centrales, qui sont le site de l'initiation de la fibrose hépatique
- que la fibrose périvasculaire est caractérisée par un remodelage des fibres entraînant une réduction du désordre fibrillaire.

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Mesure des paramètres structuraux du collagène en microscopie SHG polarimétrique

Nous en concluons que l'analyse des images P-SHG es une méthode puissante pour l’estimation du remodelage et de l'organisation du collagène fibrillaire in situ dans les tissus physiologiques et pathologiques.