Elucidation de la structure de la lithiase urinaire par imagerie IR-TF

Les lithiases urinaires sont des concrétions minérales qui se forment au niveau des reins. En fonction de leur taille et de leur composition, leur présence peut être un signe avant-coureur de maladies graves. Elles sont généralement analysées par spectroscopie Infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF). La structure de la lithiase apporte des informations de l’évolution de la lithiase au court du temps. Celle-ci a des conséquences cliniques qui permettent d’améliorer la qualité des soins apportés au patient. Or, cette structure n’est pas élucidable par l’analyse conventionnelle en IR-TF car la lithiase est broyée pour pouvoir l’analyser ne donnant donc qu’une information moyenne de la composition. Le couplage de l’imagerie avec la spectroscopie IR-TF apporte un réel intérêt pour élucider la structure de la lithiase urinaire car c’est une technique non destructive et relativement rapide (temps d’analyse moyen par lithiase < 3h).

Pour réaliser l’étude, onze lithiases avec des compositions chimiques différentes ont été sélectionnées puis analysées par imagerie IR-TF en réflexion (DRIFTS). Les images ont été acquises avec une résolution latérale de 5.5 µm et une résolution spectrale de 4 cm-1. Les données hyperspectrales obtenues ont été prétraitées avec une correction de ligne de base de type Whittaker. Les spectres des différents composés et les cartes de distribution afférentes ont été obtenus par décomposition des images à l’aide de la MCR-ALS.

Les images IR permettent d’identifier la totalité des composés présents dans les lithiases avec une corrélation spectrale de plus de 0,90 pour l’ensemble des molécules. Dans certains cas, l’imagerie permet de mettre en exergue la présence de composés qui n’avaient pas été détectés par spectroscopie IR conventionnelle. Les images obtenues par MCR-ALS permettent de discriminer l’oxalate de calcium monohydraté (Whewhellite) de l’oxalate de calcium dihydraté (Weddellite) qui étaient pour alors difficilement discernables par spectroscopie. L’identification des protéines est également possible lorsqu’elles sont présentes à plus de 10% de la surface de la lithiase. L’imagerie IR montre ainsi un fort potentiel dans l’évaluation qualitative de la composition et de la structure de la lithiase urinaire et pourrait être transposée à d’autres applications métabolomiques.