Métabolomique par spectroscopie RMN HRMAS appliquée à l'hyperparathyroïdie et aux tumeurs ...

266 Pages·2017·6.33 MB·French

Métabolomique par spectroscopie RMN HRMAS
appliquée à l’hyperparathyroïdie et aux tumeurs
pancréatiques
Stephanie Battini
To cite this version:
Stephanie Battini. Métabolomique par spectroscopie RMN HRMAS appliquée à l’hyperparathyroïdie
et aux tumeurs pancréatiques. Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]. Université
de Strasbourg, 2017. Français. ￿NNT: 2017STRAJ005￿. ￿tel-01558860￿
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UNIVERSITÉ DE STRASBOURG
ÉCOLE DOCTORALE Sciences de la Vie et de la Santé
UMR 7357
THÈSE présentée par :
Stéphanie BATTINI
soutenue le : 19 janvier 2017
pour obtenir le grade de :
Docteur de l’Université de Strasbourg
Discipline/Spécialité : Sciences Médicales
Métabolomique par spectroscopie RMN HRMAS
appliquée
à l’hyperparathyroïdie et aux tumeurs pancréatiques
Directeur de thèse NAMER, Izzie-Jacques PU-PH, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg,
Université de Strasbourg
Directeur de thèse ELBAYED, Karim MCF, Université de Strasbourg
Rapporteur PONCET, Gilles PU-PH, Groupement Hospitalier Edouard
Herriot, Université de Lyon
Rapporteur MESNARD, François Pr, Université de Picardie
Examinateur HEYD, Bruno PU-PH, Hôpitaux Universitaires de Besançon
Examinateur ARMSPACH, Jean-Paul IR, Université de Strasbourg

Remerciements
Je voudrais commencer par remercier Monsieur le Professeur Michel de Mathelin de
m’avoir accueillie au sein de son laboratoire.
Je remercie le Cancéropôle du Grand-Est d’avoir financé cette thèse.
J’adresse mes remerciements les plus sincères à mes deux directeurs de thèse : Mon-
sieur le Professeur Izzie-Jacques Namer pour son encadrement qui a permis de mener à
bien ces travaux et Monsieur le Docteur Karim Elbayed.
Je remercie Messieurs les Professeurs Gilles Poncet et François Mesnard de me faire l’hon-
neur de juger ce travail en qualité de rapporteurs. Je tiens à adresser mes remerciements
à Monsieur le Professeur Bruno Heyd et Monsieur le Docteur Jean-Paul Armspach de me
faire l’honneur de siéger dans ce jury de thèse.
Je voudrais remercier Eric Salomon pour m’avoir initiée au travail de recherche lors de
mon premier stage de laboratoire en Master.
Comment ne pas remercier David Taïeb qui a encadré mon stage de Master 2, m’a trans-
mis sa passion pour la recherche et toujours soutenue.
Je voudrais remercier chaleureusement François-Marie Moussallieh pour son encadrement
au début de ma thèse.
J’aimeraiségalementexprimermagratitudeàtouteslespersonnesquiontrenducetravail
possible : l’ensemble du personnel du Cancéropôle du Grand-Est, Monsieur le Professeur
Philippe Bachellier, François Faitot, Gerlinde Averous ainsi que tout le personnel du Ser-
vice d’Anatomie Pathologique et du CRB. Rosalie, Florence et Thuy-Tien, merci les filles!
J’adresseégalementmesremerciementslesplusvifsauDocteurMartialPiotto,àMonsieur
le Professeur Laurent Brunaud, Monsieur le Docteur Stéphane Koch et Marion Bourde-
loie. Marion, merci pour ta disponibilité et ton soutien et au fait, faut la faire maintenant
cette rando! Ercüment, thank you for all!
J’adresse mes sincères remerciements au Docteur Alessio Imperiale.
Je souhaite également une bonne continuation à mes collègues Esther, Mojdeh, Elisa
et Cyrille.
Béatrice et Mylène, merci pour votre bonne humeur et votre soutien au quotidien.
iii
Remerciements iv
Elise, merci pour ton amitié et ta bienveillance à mon égard.
Un grand merci à mes amis de Marseille et de Grenoble, Cendrine, Claire, Thomas, Simon
et Amélie.
A mes amis Strasbourgeois, Mélissa, Alexia, Valérie, Chloé, Fanny, Valentine, Clément,
Aude, Chloé et Marion, merci d’être là tout simplement.
A mes amis Corses, Céline (plus de 20 ans déjà!), Cécile, Luc, Laurent (merci pour
tous tes encouragements depuis le début et pour toutes les heures passées au téléphone
quand ça n’allait pas!), Lionel et Florence (la terrible!, toujours là!).
Aurélie, toi aussi, si tu n’existais pas je t’aurais inventée! Tu le sais, "C’est pas pareil;)"!
Merci pour tout.
Eric et Anne-Marie, merci pour votre soutien.
Laurence merci pour ton aide de tous les instants!
Hava et Sinan, plus que des amis, vous faites partie de ma famille <3
Mes cousines adorées Paule et Dume et leurs magnifiques filles <3 ainsi que ma tante
Chantal! Vous avez toujours été là pour moi.
Je remercie du fond du coeur toute ma famille de Corse et d’Alsace (désolée, mais vous
êtes trop nombreux pour être cités!).
A mes amours de parents, Papa, Maman, merci pour tout. Tout ce que j’accomplis, c’est
grâce à vous, à votre soutien indéfectible. Malgré la distance qui nous sépare, vous êtes
toujours là et encore plus dans les moments difficiles <3.
A Alexis, qui a toujours été à l’écoute, m’a toujours soutenue, encouragée, motivée (sup-
portée!) dans tout ce que j’ai pu entreprendre. Merci pour ta patience, pour tout, merci
d’être là <3.
Remerciements v
Remerciements vi
Table des matières
1 Introduction 1
1.1 Introduction à la métabolomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Techniques analytiques en métabolomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Rotation à l’angle magique (MAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Métabolomique en oncologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.1 Métabolisme des cancers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.2 Régulateurs du métabolisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.2.1 Autophagie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.2.2 Voie PI3k/Akyt/mTor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.2.3 Macropinocytose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4.2.4 Métabolisme du glucose anabolique . . . . . . . . . . . . . 16
1.4.2.5 Métabolisme de la glutamine . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4.2.6 Hypoxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4.2.7 Gènes suppresseurs de tumeurs . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.2.8 Voie des acides gras et des lipides . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.2.9 Biosynthèse du nicotinamide adénine dinucléotide . . . . . 27
1.4.3 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.4.3.1 Tumeurs cérébrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.4.3.2 Cancers du sein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.4.3.3 Cancers de la prostate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.4.3.4 Cancers liés au système neuroendocrinien . . . . . . . . . 31
1.4.3.5 Cancers des ovaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4.3.6 Cancers urinaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.4.3.7 Cancers de l’oesophage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.4.3.8 Cancers des poumons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.4.3.9 Cancers colorectaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1.4.3.10 Cancers de l’estomac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.4.3.11 Cancers du foie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.4.3.12 Cancers du pancréas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2 Objectifs 45
2.1 Les glandes parathyroïdes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.2 Les adénocarcinomes du pancréas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3 Tumeurs intracanalaires papillaires mucineuses du pancréas (TIPMP) . . 46
3 Matériels et méthodes 47
3.1 Prélèvement et conservation des échantillons . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.1.1 Échantillons des glandes parathyroïdes . . . . . . . . . . . . . . . . 48
vii
TABLE DES MATIÈRES viii
3.1.2 Échantillons du pancréas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.1.3 Échantillons de TIPMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2 Préparation des échantillons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3 Analyse RMN HRMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.1 Équipement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.2 Séquences d’impulsion utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.2.1 Expérience 1D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3.2.1.1 CPMG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3.2.2 Expérience 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.3.2.2.1 HSQC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.3.3 Pré-traitement des spectres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3.3.1 Étapes préalables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3.3.2 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.3.3.3 Échantillonnage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.3.3.4 Quantification des métabolites. . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.3.4 Analyses Statistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.3.4.1 Analyse en Composantes Principales . . . . . . . . . . . . 76
3.3.4.2 Analyse Discriminante par régression aux moindres carrés
partiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.4.3 Analyse Discriminante par régression aux moindres carrés
partiels par projection orthogonale . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.4.4 ADEMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.3.4.4.1 Introduction à ADEMA . . . . . . . . . . . . . . 80
3.3.4.4.2 Étapes d’ADEMA . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.3.4.5 Analyses statistiques univariées . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.3.4.6 Analyses de survie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.3.5 Analyses histologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4 Résultats et Discussion 101
4.1 Les glandes parathyroïdes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.1.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.1.2 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1.3 Résultats et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.1.3.1 Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.1.3.1.1 Population de patients . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.1.3.1.2 État de la maladie . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.1.3.2 Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.1.3.2.1 Échantillons tissulaires . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.1.3.2.2 Qualité des spectres . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.1.3.2.3 HPT1 vs. HPT rénale . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.1.3.2.4 PUG vs. PMG au sein de l’HPT1 . . . . . . . . 110
4.1.3.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.2 Les adénocarcinomes pancréatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.2.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.2.2 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.2.3 Résultats et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.2.3.1 Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.2.3.1.1 Population de patients . . . . . . . . . . . . . . . 118
TABLE DES MATIÈRES ix
4.2.3.2 Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.2.3.2.1 Qualité des spectres . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.2.3.2.2 Impact de la chimiothérapie sur le parenchyme
pancréatique et l’adénocarcinome pancréatique . 123
4.2.3.2.3 "Longs-survivants" vs. "courts-survivants" . . . . 129
4.2.3.2.4 Analyse de survie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.2.3.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.3 Les TIPMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.3.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.3.2 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.3.3 Résultats et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.3.3.1 Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.3.3.1.1 Population de patients . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.3.3.2 Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.3.3.2.1 Qualité des spectres . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.3.3.2.2 TIPMP à RM de dégénérescence en cancer vs.
TIPMP dégénérées en cancer . . . . . . . . . . . 143
4.3.3.2.3 TIPMP à RF de dégénérescence en cancer vs.
TIPMP dégénérées en cancer . . . . . . . . . . . 145
4.3.3.2.4 TIPMP à RM de dégénérescence en cancer vs.
TIPMP à RF de dégénérescence en cancer . . . 148
4.3.3.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5 Conclusions et perspectives 157
5.1 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
5.2 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159