Métabolomique : traquer les maladies rénales par RMN

Les reins sont des filtres vitaux qui éliminent les déchets de l’organisme. Mais comment détecter précocement un dysfonctionnement rénal ? Jusqu’ici, l’arsenal diagnostique des maladies rénales reposait sur des tests biologiques classiques ciblant quelques marqueurs connus. Les approches de métabolomique, qui visent à détecter et quantifier les petites molécules (les métabolites) impliquées dans le fonctionnement des organismes vivants, permettent d’avoir une vision beaucoup plus globale d’une pathologie donnée. Elles reposent sur des techniques analytiques de pointe comme la spectroscopie RMN basée sur l’hydrogène (¹H), un noyau omniprésent dans les molécules biologiques. Cette abondance rend l’identification de biomarqueurs spécifiques présents en faible concentration dans des fluides biologiques (sang, urine) assez difficile à cause du chevauchement des signaux des molécules détectées.

L’observation des noyaux de carbone 13 (¹³C), un isotope du carbone, permet d’obtenir des signaux plus facilement identifiables et quantifiables sur ces échantillons, mais le ¹³C est naturellement peu abondant et trop peu sensible pour être exploité efficacement. L’équipe de chimie analytique du laboratoire Chimie et interdisciplinarité : synthèse, analyse, modélisation (CNRS/Nantes Université) a récemment trouvé la parade en exploitant une technique révolutionnaire en RMN : la polarisation dynamique nucléaire (d-DNP). En amplifiant artificiellement le signal du ¹³C d’un facteur pouvant atteindre 10 000, cette approche ouvre la voie à une métabolomique plus fine et plus exhaustive. Les scientifiques sont à présent parvenus à appliquer leur technique de RMN hyperpolarisée au ¹³C à des échantillons d'urine de patients souffrant d'insuffisance rénale chronique, une première dans un cadre clinique.

En comparant les profils métaboliques de patients sains et malades, cette méthode leur a permis d’identifier deux biomarqueurs clés de la maladie rénale – la guanine et la guanidoacétate – jusque-là indétectables avec la RMN classique. L’approche hyperpolarisée s’est par ailleurs révélée complémentaire aux techniques actuelles, offrant une vision plus complète des déséquilibres métaboliques liés aux pathologies rénales. À terme, elle devrait permettre d’améliorer le diagnostic et le suivi des maladies rénales chroniques, améliorant ainsi les approches de médecine personnalisée.

Au-delà du rein, la RMN hyperpolarisée pourrait aussi s’étendre à d’autres pathologies, traquant les signatures métaboliques de maladies complexes avec une précision inédite. Un bond en avant pour l’analyse du vivant publié dans JACS.

Rédacteur : AVR