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La stéatose hépatique non alcoolique est en train de devenir le trouble hépatique chronique le plus courant dans les pays développés. L’analyse histologique des tissus hépatiques est le seul test largement accepté pour diagnostiquer et distinguer les différents stades de cette maladie. Cependant, cette technique ne fournit que des images bidimensionnelles du tissu hépatique en basse résolution et néglige les changements structurels 3D potentiellement importants.

Des modèles 3D du foie révèlent de nouvelles informations

Maintenant des chercheurs de l’Institut Max Planck et de plusieurs universités ont généré des modèles géométriques et fonctionnels 3D de tissus hépatiques humains pour différents stades de cette maladie. Ils révèlent de nouvelles altérations tissulaires critiques, apportant de nouvelles connaissances sur cette physiopathologie et contribuent au diagnostic médical haute définition.
En 2017, un groupe de recherche a développé un modèle du réseau canaliculaire biliaire et de l’écoulement de la bile dans le foie de souris en utilisant une analyse 3D multirésolution de sa géométrie. Maintenant, l’équipe a examiné l’organisation 3D du tissu hépatique humain. Bien que plusieurs défauts soient déjà visibles sur les images 2D, les altérations des canaux biliaires et des réseaux sinusoïdaux ne peuvent être reconnues que par une reconstruction 3D.
Fabián Segovia-Miranda, le premier auteur des rapports cette étude explique: « les récents progrès dans la transparence des tissus et la microscopie multiphotonique permettent l’imagerie de coupes de tissus plus épaisses, de sorte que l’information 3D peut être capturée. » La reconstruction numérique 3D de ces tissus a ensuite été utilisée pour simuler par ordinateur la dynamique des fluides biliaires à l’aide d’un modèle créé par le Center for Information Services and High Performance Computing. »

De nouvelles découvertes liées à la stéatose hépatique

Lutz Brusch du Center for Information Services and High Performance Computing explique : « bien que la dynamique des fluides du flux sanguin à travers les capillaires relativement grands ait été traitée par des simulations, cela était jusqu’à présent impossible pour la bile en raison du manque de données géométriques sur les tissus humains aux différentes échelles les plus pertinentes. En combinant la microscopie, la reconstruction d’images numériques et la modélisation informatique, les chercheurs ont identifié un ensemble de paramètres cellulaires et tissulaires liés à la progression de cette maladie.
Il ajoute: « nous avons découvert que la structure du réseau biliaire canalaire 3D est profondément différente dans les tissus affectés. Ces changements structurels ont également des conséquences fonctionnelles critiques. En utilisant des simulations personnalisées de la dynamique des fluides biliaires, nous avons appris que l’écoulement de la bile dans certaines petites zones du tissu est compromis, ce qu’on appelle la microcholestase. »

Un diagnostic précoce de cette maladie

Marino Zerial, qui est également affilié au Centre de Biologie Systémique de Dresde, donne un aperçu : « la médecine de haute définition ouvre la voie au diagnostic précoce des maladies du foie, bien avant l’apparition des symptômes. Il nous aide aussi à identifier les mécanismes moléculaires pathogènes pour concevoir de nouvelles thérapies. » Jochen Hampe de l’hôpital universitaire de Dresde ajoute : « cette analyse tridimensionnelle du tissu hépatique nous permet d’acquérir des connaissances complètement nouvelles sur cette maladie hépatique. »
Cette recherche a été publiée dans Nature Medicine.
Source : Max Planck Society
Crédit photo : Pixabay