Contrôle des effets de surfaces pour minimiser la délocalisation du gras viscéral en Imagerie par Spectrométrie de Masse

Les lipides représentent une classe essentielle de biomolécules au fonctionnement normal des organismes vivants. Étant donné leur complexité et leur très grande diversité, les analyses du lipidome combinent généralement une méthode de séparation analytique et une détection par spectrométrie de masse. Bien que ces méthodes d’analyses présentent plusieurs avantages, elles requièrent généralement une homogénéisation de l’échantillon préalablement à l’analyse. La conséquence est la perte de l’information spatiale des analytes au travers de l’échantillon.   L’imagerie par spectrométrie de masse (IMS) est une technologie de pointe permettant de cartographier au niveau moléculaire des sections tissulaires minces sans homogénéisation préalable de l’échantillon. Cette technique d’analyse permet de caractériser une vaste gamme d’analyte d’intérêt sans l’utilisation de marqueurs spécifiques. Ainsi, cette cartographie moléculaire peut être combinée à des méthodes de coloration tissulaires ou de microscopie optique afin de corréler précisément les résultats obtenus avec les histologies des sections. En revanche, la délocalisation potentielle des analytes d’intérêt au travers de la section entraîne de graves erreurs d’interprétation et prévient la corrélation exacte des résultats IMS avec les régions histologiques d’intérêt.  Les travaux mis en évidence dans ce mémoire présentent le développement, la caractérisation et l’utilisation d’une nouvelle lame d’analyse pour l’IMS permettant de drastiquement réduire la délocalisation des triacylglycérols (TAG) présents dans le gras viscéral. Dans un premier temps, ces travaux montrent la délocalisation des TAG sur et hors-section tissulaire ainsi que leur induction sur la migration conjointe de plusieurs classes de phospholipides (PL) dans leurs déplacements. Par la suite, l’amplitude de la délocalisation des TAG fut étudiée sur 12 types de lames différentes, et la caractérisation de la topographie et de l’hydrophobicité de ces lames à permis de mieux comprendre la relation entre la surface et l’ampleur de la délocalisation des TAG. Pour finir, le potentiel antidélocalisation d’une nouvelle lame en aluminium oxydé fut étudié avec deux tissus comprenant une large proportion de gras viscéral soit un échantillon de muscle de boeuf présentant des stries de gras internes et un rein de souris bordé de gras. Cette nouvelle lame permet une forte ségrégation des TAG comparativement aux résultats obtenus sur les lames commerciales couramment utilisées et ainsi augmenter la fidélité des analyses IMS obtenues. Cette nouvelle méthode permettra entre autres l’analyse de plusieurs organes et tissus d’intérêt très gras autrement difficile à analyser tel que le rein, la médulla surrénale, certains muscles et cancer du sein. Lipids represent an essential class of biomolecules for the normal functioning of living organisms. Because of their high complexity and diversity, lipid analysis generally requires the combination of an analytical separation method with mass spectrometry detection. Although these methods present many advantages, they also generally require sample homogenization prior to analysis. This implies the loss of analyte spatial localization information within the sample. Imaging mass spectrometry (IMS) is a frontier technology that allows to generate molecular cartography of thin tissue sections without prior homogenization of the sample. This technique allows to characterize a vast variety of analyte without the use of any specific markers. IMS molecular cartography can be combined to staining methods for optic microscopy to precisely correlate results with the underlaying histological features. On the other hand, potential delocalization of analytes throughout the section would prevent correlation of the IMS results with any histological landmarks and lead to severe misinterpretation by an unaware analyst. The work in this master’s thesis presents the development, characterization and use of a new slide for IMS analyses allowing a drastic decrease the delocalization of triglycerides (TAG) abundant in visceral fat. In the first part of this work, TAG delocalization on and off tissue section and its effect on phospholipids (PL) delocalization was characterized. Subsequently, the extend of TAG delocalization was evaluated on 12 different slides and both surface topography and hydrophobicity studies allowed to better understand the relationship between surface chemistry and TAG delocalization. Finally, the ability of an optimal aluminum oxide slide to decrease visceral fat delocalization was investigated using fat-marbled beef sections and kidneys surrounded by significant fat bundles. This new aluminum oxide slide presents a strong segregation for TAG in comparison to commercially available ITO-coated slides. Overall, this new aluminum oxide slide can considerably limit TAG delocalization and improve IMS fidelity and will enable the analyses of multiples organs and samples presenting large amounts of fat such as kidney, adrenal medulla, muscles, and breast cancer, otherwise very difficult to analyze using traditional slides.

Keyphrases: Imagerie par spectrométrie de masse, Triacylglycérol, Lipides, Délocalisation, Surface, IMS, MALDI, Surface, Imaging mass spectrometry, IMS, Triacylglycerols, Delocalization