Mesurer l’oxygène in vivo: l’UCLouvain à la pointe
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Le Pr Bernard Gallez (Louvain Drug Research Institute) s’est vu attribuer la Silver Medal in Medicine & Biology par l’International EPR Society. Son laboratoire est pionnier dans le recours à la Résonance paramagnétique électronique pour améliorer le traitement des cancers mais aussi la cicatrisation de plaies ou la greffe d’organe.
Depuis 25 ans, le laboratoire du Pr Bernard Gallez (Biomedical Magnetic Resonance Research Group, Louvain Drug Research Institute - LDRI) étudie en profondeur le meilleur moyen de tirer parti de la Résonance paramagnétique électronique. Objectif ? Améliorer les traitements médicaux qui soignent des cancers mais aussi, par exemple, la cicatrisation de plaies ou la greffe d’organe.
Aujourd’hui, Bernard Gallez se voit attribuer la Silver Medal in Medicine & Biologypar l’International EPR Society (3 000 scientifiques dans le monde) pour ses contributions pionnières dans les domaines de la médecine et de la biologie. Un prix triennal bien mérité puisque ce labo de l’UCLouvain Bruxelles est pionnier aux niveaux européen et mondial.
Un des seuls à l’international
La Résonance paramagnétique électronique (RPE – aussi appelée ESR, Electron Spin Resonance) peut être considérée comme la cousine de l’Imagerie par résonance magnétique (IRM) et de la Résonance magnétique nucléaire (RMN). Depuis plus de 25 ans, le laboratoire du Pr Gallez met à profit la RPE pour tenter d’aller le plus loin possible dans la mesure de l’oxygène présent tant in vitro dans des cellules, qu’in vivo dans des tissus biologiques. L’oxygène joue en effet un rôle fondamental dans les tissus, que ce soit en oncologie ou, par exemple, lors d’un accident vasculaire cérébral qui provoque un manque d’oxygène. Le laboratoire de l’UCLouvain est même un des seuls, sur la scène internationale, à utiliser cette technique pour mesurer les paramètres in vivo dans les tissus.
Une grande partie des recherches menées intéressent la cancérologie et le traitement par radiothérapie. « Nous avons développé des stratégies, grâce aux outils développés avec la RPE, pour mesurer le plus précisément possible l’oxygène mais aussi pour modifier la quantité d’oxygène dans les tissus au moment de l’irradiation, afin d’améliorer son efficacité », explique Bernard Gallez.
Le pied diabétique
D’autres domaines de la médecine ont suscité des recherches dans l’espoir d’apporter une réponse thérapeutique plus efficace. C’est le cas de la cicatrisation des plaies dans le cas, par exemple, du pied diabétique dont l’extrémité est peu oxygénée. En raison de plusieurs facteurs, ce pied malade cicatrise mal en cas de petite blessure. « Les scientifiques ont étudié l’état de l’oxygénation au niveau de la plaie à l’aide de modèles expérimentaux chez la souris diabétique et non diabétique : ils ont réussi, à l’aide de substances, à modifier l’oxygénation de manière chronique dans le modèle diabétique, afin de favoriser la cicatrisation. »
Autre exemple mené en collaboration avec des groupes UCLouvain : la greffe, notamment ovarienne, dont le processus peut être amélioré en favorisant la perfusion et en augmentant l’oxygénation des greffons. La même expérimentation est par ailleurs menée avec la greffe d’ilôts de pancréas.
Autre terrain d’intervention de la RPE, la production de radicaux libres. La consommation de l’oxygène, qui se déroule au sein d’un petit organite appelé mitochondrie - la centrale énergétique de la cellule - entraîne une fuite d’électrons et, par conséquent, la production de radicaux libres, dont le radical superoxyde. En cancérologie, les scientifiques travaillent sur les deux tableaux pour détruire les cellules cancéreuses : d’une part, ils vont jouer sur l’augmentation de l’oxygène pour augmenter l’efficacité de la radiothérapie ; d’autre part, ils vont pousser la production de superoxyde en coupant la chaine respiratoire de la cellule et induire la mort cellulaire.
Un des seuls appareillages au monde
La Dartmouth Medical School, où Bernard Gallez a fait son post-doctorat, et plusieurs groupes américains ou japonais sont à la pointe dans le même domaine. Si on en compte une cinquantaine dans le monde, ils ne sont que deux ou trois en Europe et le laboratoire de l’UCLouvain est le seul à aller aussi loin en travaillant sur un continuum depuis le développement de la technologie jusqu’aux applications en médecine.
Le laboratoire est aussi pionnier dans le développement de la RPE dans le domaine clinique, avec l’un des seuls appareillages au monde adaptés pour des études directement auprès du patient. Une étude clinique est d’ailleurs actuellement en cours dans l’aide à la caractérisation de lésions cutanées suspectes (différenciation entre naevus bénin et mélanome).
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On peut reconnaître, sur la photo, une partie des personnes qui ont œuvré à développer l’expertise en RPE du laboratoire: Bénédicte Jordan, qui fut la première doctorante de Bernard Gallez et maintenant directrice de recherches du FNRS ; Lionel Mignion, post-doc qui supervise actuellement l’utilisation des appareillages de RPE et est pleinement impliqué dans l’étude RPE clinique sur le mélanome ; Pierre Danhier, post-doc qui a développé le suivi de métastases par marquage avec des oxydes de fer ; Donatienne d’Hose, post-doc qui a œuvré au développement d’outils de mesures simultanées de consommation d’oxygène et de production de superoxyde ; Pauline Isenborghs et Heidi Northshield, étudiantes de master qui ont étudié, grâce à cet outil, la dysfonction mitochondriale induite par des fongicides ; Chloé Buyse, doctorante qui utilise la RPE et l’IRM pour mesurer le pH extracellulaire tumoral ; Samantha Scheinok, post-doc qui a développé des outils de mesure très sensibles du radical anion superoxyde in vitro ; Barbara Mathieu, doctorante qui relève le défi de mesurer le superoxyde in vivo, et Bernard Gallez, récipiendaire du prix international qui a dirigé ces études RPE. |
Des personnes non citées, présentes sur la photo , sont plus impliquées dans le volet RMN/IRM du laboratoire. Manquent sur cette photo, d’anciens membres impliqués dans l’expertise RPE comme Philippe Leveque, Réginald Ansiaux, Nathalie Crokart, Nicolas Charlier, Kim Radermacher, Caroline Diepart, Quentin Godechal, Ly Binh An Tran, Benoit Driesschaert, Céline Desmet.
https://uclouvain.be/en/research-institutes/ldri/biomedical-magnetic-resonance-rema.html
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