Garteiser / Van Beers

Laboratoire des biomarqueurs d’imagerie (LBI)

L’équipe mène des recherches translationnelles en imagerie médicale visant à développer et valider de nouveaux biomarqueurs d’imagerie pour l’inflammation, la fibrose et le cancer. Ces recherches s’étendent de l’imagerie biomédicale fondamentale à la recherche préclinique et clinique concernant les pathologies hépatiques et abdominales.

La recherche méthodologique se concentre sur l’imagerie rapide, fonctionnelle et quantitative utilisant l’imagerie par résonance magnétique (IRM de diffusion, IRM de perfusion, élastographie, tests de susceptibilité magnétique, relaxométrie) et l’échographie, ainsi que sur l’étude de nouveaux traceurs pour l’imagerie cellulaire.

Ces développements sont d’abord validés par des recherches expérimentales sur des fantômes, des coupes de tissus et des petits animaux, puis transférés à l’imagerie clinique.

Le laboratoire fait partie du réseau d’infrastructures de recherche « France Life Imaging », dont le pôle parisien est coordonné par Philippe Garteiser, ainsi que du programme « Imagerie des systèmes vivants » de l’Université de Paris. Le laboratoire LBI est l’une des deux équipes constitutives de la plateforme d’imagerie préclinique FRIM (Fédération de Recherche en Imagerie Multimodale, UMS34).

Principaux projets de recherche

Imagerie de l’inflammation hépatique dans les maladies métaboliques

L’évaluation non invasive de l’inflammation et des lésions hépatocytaires est un objectif important dans le diagnostic de la stéatohépatite non alcoolique (NASH). Le projet de recherche hospitalo-universitaire (« RHU QUID-NASH »), mené en collaboration avec d’autres partenaires académiques et industriels, vise à évaluer de nouvelles méthodes de diagnostic non invasives de la NASH dans des modèles murins de stéatohépatite et au sein d’une cohorte de 600 patients diabétiques atteints de stéatose hépatique. Nous développons une approche de biopsie hépatique virtuelle basée sur l’intégration de données multi-omiques, incluant des données quantitatives issues de l’échographie ultrarapide et de l’IRM multiparamétrique. Ces données comprennent des mesures des propriétés viscoélastiques multifréquences, des vitesses de relaxation R1 et R2*, ainsi que de la composition lipidique. Nous avons récemment initié une étude IRM sur la dispersion fréquentielle du coefficient de diffusion de l’eau dans la NASH (ANR « Stedi-NASH »). Cette méthode permet d’étudier la diffusion au sein du tissu hépatique à des échelles spatiales précises afin d’évaluer la taille des hépatocytes et de caractériser leur contenu cytoplasmique.

Cartes paramétriques de la stéatose (PDFF, à gauche) et de la rigidité hépatique (à droite) chez deux patients présentant une stéatose simple (en haut, S1A1F1 histologiquement) et une stéatohépatite avec fibrose avancée (en bas, S2A3F3 histologiquement). Le patient atteint de stéatohépatite présente une rigidité hépatique plus élevée (3 kPa) que le patient atteint de stéatose simple (1,4 kPa).

Imagerie des forces dans le cancer du foie

Afin de mieux caractériser les propriétés mécaniques des tumeurs, il est possible de mesurer l’élasticité apparente à différents niveaux de précompression. Nous mesurons les propriétés biomécaniques des tissus sous compression par élastographie par résonance magnétique pour évaluer les pressions solides et fluides au sein des tumeurs, deux paramètres influençant l’agressivité tumorale et l’efficacité des thérapies ciblées (projet européen H2020 « FORCE »).

Cartes d’élasticité sous différents niveaux de compression d’un xénogreffe de carcinome hépatocellulaire humain chez la souris, montrant une augmentation de l’élasticité apparente sous compression (Pagé G et al. J Magn Reson Imaging 2019, Pagé G et al. Cancers 2021)

IRM fonctionnelle hépatique avec injection de produit de contraste agents

Pharmacocinétique des agents hépatobiliaires par imagerie

IRM hépatique avec injection d’agents de contraste hépatobiliaires

L’utilisation de ces agents (Gd-EOB-DTPA, Primovist) et la modélisation pharmacocinétique permettent d’évaluer leur captation par les hépatocytes, leur excrétion biliaire et leur reflux vers les sinusoïdes. Ces agents hépatobiliaires traversent les membranes hépatocytaires via des transporteurs (OATP, MRP2 et MRP3), créant des gradients de concentration entre le compartiment extracellulaire, les hépatocytes et le compartiment biliaire.

Absorption par les hépatocytes