Caractérisation de la transformation néoplasique de la peau par spectroscopies optiques sur fantôme de mélanome et carcinome épidermoïde murin photo-induit, Spectroscopic characterisation of skin neoplastic transformation using melanoma phantoms and ultraviolet-induced squamous cell mouse carcinoma

Marine Amouroux

Description

Sous la direction de François Guillemin, Geneviève Bourg-Heckly
Thèse soutenue le 07 octobre 2008: Nancy 1
L’objectif de ce travail de recherche est d’évaluer la capacité des spectroscopies optiques d’autofluorescence et de réflectance diffuse à caractériser les différents stades de la transformation néoplasique de la peau et ainsi d’aider au diagnostic des deux lésions de peau les plus létales : le mélanome malin et le carcinome épidermoïde. Dans l’étude portant sur le mélanome, un objet-test (« fantôme ») a été développé pour modéliser différentes épaisseurs de mélanome (indice de Breslow). La spectroscopie de réflectance diffuse résolue spatialement (grâce à l’utilisation de cinq fibres optiques réceptrices situées à cinq distances différentes de la fibre optique excitatrice) a montré sa capacité à discriminer (p<0,05) des indices de Breslow simulés grâce à des fantômes d’épaisseur variant par pas d’1 mm. D’autre part, des mesures de spectroscopie bimodale (combinant autofluorescence en multi-excitation et réflectance diffuse) ont été réalisées sur peau murine tout au long des sept mois de photocarcinogenèse. Des prélèvements cutanés ont permis d’établir trois classes histologiques (en plus de la classe saine du groupe contrôle) : hyperplasie compensatoire, hyperplasie atypique et dysplasie. Puis la précision diagnostique a été évaluée par analyse statistique multivariée. Nos principaux résultats montrent que la bimodalité associant autofluorescence (excitation à 410 nm) et réflectance diffuse permet une amélioration de la spécificité de 9% comparées aux performances de chacune des modalités utilisée seule lors de la discrimination des trois types d’hyperplasie. Des études cliniques doivent maintenant confirmer l’intérêt de ces résultats.
-Photocarcinogenèse
-Indice de Breslow
-Spectroscopie d'autofluorescence
Autofluorescence and diffuse reflectance spectroscopies were studied as non-invasive tools to discriminate different stages of skin neoplastic transformation and thus to help diagnose the two most lethal skin lesions: cutaneous melanoma and squamous cell carcinoma. Concerning melanoma, skin phantoms were made to simulate several melanoma thicknesses (Breslow index). Spatially-resolved diffuse reflectance spectroscopy (using five collection optical fibers set at five different distances from the excitation optical fiber) allowed discrimination (p<0.05) of melanoma layers, the thickness of which was 1 mm different. Since diffuse reflectance spectroscopy has already shown good results in assessing malignancy of pigmented skin lesions, such a spectroscopy could be used as a complementary tool of cutaneous melanoma diagnosis. Using ultra-violet induced squamous cell carcinoma of mouse skin, bimodal spectra (multi-excitation fluorescence and diffuse reflectance) were acquired throughout the 7 month-carcinogenesis. Histological sampling followed spectral acquisition and three histological classes were determined by histo-pathological examination: compensatory hyperplasia, atypical hyperplasia and dysplasia. A fourth “healthy” class consisted in the skin sampled on mice that were never irradiated (control group). Multivariate statistical analysis of the spectral data set showed that combining autofluorescence (best results obtained with a 410 nm excitation) and diffuse reflectance resulted in a 9% increase of specificity when discriminating the three types of hyperplasia from one another compared to each modality used alone. Such results need to be confirmed through clinical trials on human patients.
Source: http://www.theses.fr/2008NAN10050/document

Sujets

• Indice de Breslow

Informations

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Extrait

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UNIVERSITE
ENRIPOINCAREANCY1
Facultéemédecine
_________________________________________________________________________
ECOLEDOCTORALE«BIOLOGIEANTENVIRONNEMENT»
Discipline : Ingénierie cellulaire et tissulaire

THESE

présentéetoutenueubliquement
le7ctobre008

pourbtenireitree
DOCTEUREL’UNIVERSITEENRI+OINCAREANCY.


parMarineAMOUROUX


Caractérisationdelatransformationnéoplasiquedelapeau
parspectroscopiesoptiques
surfantômedemélanomeetcarcinomeépidermoïdemurinphoto)induit


Membresu+ury
Rapporteurs-
Pr.eanClaudeEANI,PU2PH,CHU,renoble
Dr.ernardUERLEUX,DR,ociétéL’Oréal,ulnay2sous2Bois

Jurés-
Dr.enevièveBOURG2HECKLY,CU*DR,Paris: Co-directrice de thèse
Dr.hristineEVER2BIZET,R,NRS,(MR033
Dr.alter.P.M.LONDEL,CU,ancy2(niversité
Pr.eanLucCHMUTZ,U2PH,HU,ancy
Pr.rançoisUILLEMIN,U2PH,entre
lexisautrin,ancy Directeur de thèse

Invitée-
Dr.gnèsLEROUX,entre
lexisautrin,ancy
___________________________________________________________________________
CENTREDERECHERCHEEN AUTOMATIQUEDENANCY
CNRS–CENTREALEXISVAUTRIN –NANCY)UNIVERSITE

















CetteCemmeivet!alicieuse!aisCroide
pensaitroittmal
parceueonari
pensait*ienteravers.

Sartre1.P.,Les Mots ,allimardd.Paris,964),.2

2RemerRemerRemerRemerciementsciementsciementsciements

Cesremerciementssontl’occasiond’exprimermagratitudenotammentauxpersonnesquiont
composé mon environnement professionnel durant ces trois dernières années. Si ces mots
semblentbienfutiles,ilsontnéanmoinslemérited’êtresymboliquesetdemontrerqu’iln’est
possible’accomplirnravailehèse,ommeln’estossibleeivre,u’enquipe.
J’espère également qu’ils montrent que, bien plus qu’un appui scientificotechnique, les
personnes communément appelées «collègues» ou «chefs», ont contribué à ma vie
intérieure.’ilestraiu’ on met du temps à devenir qui l’on est,oyezassurésueurant$es
trois/nnéesous!’avezousermise!eapprochereuiKeuis.
J’espèrequelefuturmedonneral’occasiondevoustémoigneràtousmagratitudeautrement
quear$esuelques!ots.

Je tiens tout d’abord à remercier mes encadrants – Monsieur Guillemin, Madame Bourg2
Heckly et Monsieur Blondel – pour tout ce qu’ils m’ont apporté. Même si je suis très mal
placée pour «Kuger» de leur compétence, je sais que j’ai eu une chance immense d’être
entouréeparcestroispersonnes.N’ayantpastoujoursétéentouréeparautantdecompétence
niparautantdeconfiance,derespectetd’humanité,sachezquej’aiessayéd’apprécieràsa
justevaleurchaqueinstantquim’aétéoffertdetravaillersousvotrecodirectionàtousles
trois.eaisueK’aiueaucoup'e$hance.

i
Monsieur Guillemin , je vous remercie pour la confiance que vous m’avez accordée en
acceptant de diriger mes travaux. Je vous remercie d’avoir mis à ma disposition toute la
richessedevotresavoiretdevotreexpérience,autantsurleplanmédicalquesurleplandela
recherche.Acetégardnotamment,jesaisquetravaillersousvotredirectionfutunhonneuret
unechance.JevousremerciedevousérigerenmodèleMvousmontrezeneffetchaquejour
surleterraincequec’estqued’êtrepassionnéetdévouéàsontravail.Soyezassuréqueje
garderai toujours cette image en mémoire et qu’elle me sera souvent utile. Merci d’avoir
toujoursfaitpreuvedegénéreuseintransigeance.Merciégalementpourvotrehumanitéquand
j’eniuesoinlusueKamais.

ii
MadameBourgHeckly ,jevousremercied’avoirconsacréautantdevotreénergieàréussir
notrenumérocommundefunambule:unecodirectiondethèseàdistanceétaitloind’être
gagnée d’avance mais nous y sommes parvenues. Merci pour votre méticulosité, votre
pédagogieetaussipourtoutelaforcequevousm’avezinsufflée.Autantdecompétencealliée
àautantdemodestieetdedouceursontdifficilesàcroireetpourtantbienréellesettellement
précieuses. C’est cette délicate alliance qui m’a donné le courage d’aller au bout. Vous
m’avezredonnéconfianceenmoi,aumomentoùjen’enavaisplusdutout.Mercid’avoir
respectémeschoixetdem’avoirsoutenuepourterminerselonlecalendrierquejesouhaitais.
Mercipourtouteslesdémarchesquevousavezentreprisesetquim’ontimmensémentfacilité
l’existence.Mercid’avoirtoutfaitdansmonintérêtpersonneletprofessionnel.Chacunede
nos discussions et entrevues a été une bouffée d’oxygène. Merci pour la décontraction des

i
FrançoisGUILLEMIN,Professeurd’Université2PraticienHospitalier(chirurgien).DirecteurgénéralduCentre
Alexis Vautrin (CAV), Centre de Lutte Contre le Cancer de Lorraine. Attaché au Centre de Recherche en
AutomatiquedeNancy(CRAN)UMR7039CNRS2NancyUniversité.
ii
Geneviève BOURG2HECKLY, Maître de Conférences Universitaire Habilitée à Diriger les Recherches
(Université Pierre et Marie Curie – Paris6). Laboratoire BioMoCeTi (Biophysique Moléculaire Cellulaire et
Tissulaire)UMR7033CNRS2Paris6.
3déjeunerspartagésetpourlerespectquevousm’aveztoujourstémoigné.Mercipourvotre
patienceetvotreattentionlorsdenosrédactionscommunes,quecesoitpourcerapportde
thèseuoures/rticles.

iiiMonsieur Blondel , merci d’avoir pensé à moi quand vous avez entendu parler d’une
allocation ministérielle de recherche disponible…en dernière minute, mais juste à tempsQ
Comme je vous l’ai déjà dit de vive voix, j’ai choisi de faire cette thèse au sein de votre
équipe parce que bénéficier de votre présence pleine de compétences, de dynamisme et de
respectmesemblaitprimordialauquotidien.Orjevousavaiscôtoyédurantplusieursannées
lorsdemesétudesàl’«IUP»,enlicenceetmaîtriseGBM,etj’enavaisalorsretirél’image
d’unepersonneenvisageantlesétudiantssoussaresponsabilitécommesesalter egoMjene
me suis pas trompée. Je vous remercie d’avoir toujours mis à ma disposition vos grandes
compétencesetdem’avoirapprisàvalorisermestravauxaufuretàmesure.Jevousremercie
d’avoirprivilégiél’aspect«chercheur»demamissiond’«étudiant2chercheur»,c'est2à2dire
dem’avoirfaitsuffisammentconfiancepourmelaisserassumerdesresponsabilités,parfois
lourdes, mais tellement formatrices. Une fois que vous m’avez mis le pied à l’étrier, vous
avezeulagénérositédemelaisserprendreenmainsmonprojetdedoctoratTjenemesuis
jamaissentieobligéedevous«uivre».Mercidem’avoirsoutenuedansmesinitiativesetde
m’avoirencouragée àresterlamême,ànepas changer,mêmequandleséchecsétaientau
rendez2vous. La confiance que vous m’avez accordée est une générosité dont je vous sais
infinimentBré.Vous!’avez/insionnéesacinestes/iles.erciourout.

iv v
Je remercie le Professeur Beani et le Docteur Querleux pour avoir accepté d’être
rapporteursdemestravaux.Jevousadressetoutemagratitudepourl’honneuretlaconfiance
queous!eémoignez/insi.
MonsieurBeani,mercinotammentdecontribueraujugementdel’intérêtcliniquedesoutils
et!éthodeséveloppésdurant!ahèse.
Monsieur Querleux, merci d’apporter votre expertise et votre ouverture précieuses
notammentnermocosmétique.

Je remercie le Docteur Vever)Bizet, le Docteur Leroux et le Professeur Schmutz pour
avoir/ccepté'eCaireartieuury.
vi
Madame Leroux , j’ai eu la chance de pouvoir collaborer avec vous durant ces deux
dernièresannées,notammentausujetdel’expérimentationsurlescarcinomesépidermoïdes
murins.Jevousremerciedem’avoirouvertlesportesduserviced’anatomopathologieque
vous dirigez au sein du Centre Alexis Vautrin. J’ai pu ainsi bénéficier de tout le soutien
humainetdetouteslesressourcestechniquesdontleservicedispose.Jevousremerciepour
toutesvoscompétencesquevousavezbienvo