Analyse multi-élémentaire de pathologies pulmonaires par spectroscopie laser – MEDI-LIBS

Les expositions professionnelles et/ou environnementales (P/E) aux poussières, métaux, et particules minérales sont responsables d’un grand nombre de pathologies pulmonaires, dont l’impact sur la santé publique est important, tant en termes de prévalence, de morbidité et de coûts. Les anatomo-pathologistes ne rapportent la présence de métaux dans les échantillons que très rarement, notamment par manque de technologie adaptée à cette identification. Ceci explique pourquoi un grand nombre de pathologies P/E dues aux métaux ne sont que trop rarement reliées à leur agent causal, et sont considérées idiopathiques, par défaut.
Nous souhaitons démontrer que l’imagerie multi-élémentaire par spectroscopie de plasma induit par laser (LIBS) permettrait de renseigner le pathologiste sur la présence de métaux dans les tissus (cartographie), fournissant une aide au diagnostic de routine. L’objectif général du projet MEDI-LIBS est d’utiliser l’imagerie multi-élémentaire par LIBS en association à l’histologie conventionnelle afin de localiser, quantifier, et/ou identifier les éléments chimiques (métaux) en lien avec certaines expositions passées ou présentes, voire avec la survenue de pathologies pulmonaires P/E.
Notre expertise sur tissus animaux et de solides résultats préliminaires sur échantillons humains nous incitent à élargir les applications de l’imagerie LIBS pour des applications médicales, en tant qu’aide au diagnostic de maladies P/E. Dans ce contexte, nous allons nous focaliser sur certaines pathologies pulmonaires : principalement les fibroses pulmonaires idiopathiques et les sarcoïdoses, mais aussi les pneumoconioses dans une moindre mesure. Un travail préliminaire sur échantillons animaux et contrôles permettra d’améliorer la sensibilité, la résolution et la vitesse de travail de l’instrument, tout en permettant d’analyser tout type d’échantillon archivé dans une biothèque (inclus en résine, en paraffine, ou congelés) grâce à l’ajout d’une plateforme de refroidissement.
Nos partenaires cliniciens vont sélectionner les patients à partir de cohortes locale, régionale, ou nationale. Les cartographies élémentaires seront comparées à l’histologie conventionnelle et à la microscopie électronique. Tous ces résultats seront interprétés avec les données cliniques disponibles. Nous pensons que l’imagerie LIBS va apporter une grande valeur ajoutée pour le diagnostic de routine des pathologies P/E, fournissant de l’information en lien avec les expositions passées ou présentes à différents agents/poussières de nature métallique, pour des maladies qui sont souvent considérées idiopathiques à tort.
L’instrumentation LIBS que nous développons est complètement compatible avec la microscopie optique conventionnelle utilisée par les pathologistes. Un des objectifs à moyen terme est de créer et breveter un dispositif LIBS dédié à l’imagerie multi-élémentaire dans un contexte médical, pour assister les pathologistes dans leur travail de diagnostic. Ce système bénéficierait tout naturellement à toutes les disciplines médicales s’adressant à des pathologies liées aux métaux (néphrologie, neurologie, hépatologie etc…)
Un prototype hospitalier sera hébergé sur la plateforme d’imagerie Optic-Clinic, au sein du CHU de Grenoble. Enfin, ce travail devrait permettre la création d’une start-up qui développerait i) une plateforme de service pour l’analyse multi-élémentaire de tissus biologiques/médicaux ii) la commercialisation d’un outil presse-bouton préconfiguré pour des laboratoires/hôpitaux s’intéressant à l’imagerie élémentaire tissulaire dans un contexte préclinique/clinique. Notre consortium est principalement composé de jeunes chercheurs très motivés, aidés par un groupe de cliniciens et de pathologistes reconnus dans leur domaine d’expertise.
Le projet MEDI-LIBS que nous portons est à l’interface entre les disciplines Physique/Biologie et Médecine. Ce projet s’inscrit parfaitement dans le cadre de l’appel d’offres ANR 2017 – Défi 4 – Axe 11.