Spectroscopie RMN in vivo pondérée en diffusion pour l'étude de la compartimentation du lactate cérébral - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2023

In vivo diffusion-weighted NMR spectroscopy to study brain lactate compartmentation

Spectroscopie RMN in vivo pondérée en diffusion pour l'étude de la compartimentation du lactate cérébral

Abstract

In the gray matter of the brain, lactate is a metabolite known for its role in brain function and metabolism. The main proposed mechanism, the astrocyte-to-neuron shuttle, plays a crucial role in brain metabolism, and disruptions are likely involved in Alzheimer's disease. In the absence of non-invasive tools for measuring lactate compartmentalization, this mechanism remains a subject of controversy. The idea behind this thesis is that diffusion-weighted NMR spectroscopy could enable the non-invasive measurement of lactate compartmentalization: it is possible to obtain information about diffusion properties induced by different cellular microstructures, and since lactate is present in astrocytes, neurons, and the extracellular space, it would suffice to measure its diffusion properties and compare them to the specific signatures of intraneuronal, intra-astrocytic, and extracellular diffusions to obtain information about its compartmentalization. These measurements were conducted in murine models where a change in compartmentalization was suspected, specifically an astrocytic reactivity model with hypertrophied astrocytes and a pathological model of Alzheimer's disease. These results were compared to reference optical and electrochemical measurements that allow for the 'direct' measurement of lactate in different compartments.
Dans la substance grise du cerveau, le lactate est un métabolite reconnu pour son rôle dans le fonctionnement cérébral. Le principal mécanisme proposé, la navette des astrocytes aux neurones, joue un rôle crucial dans le métabolisme cérébral et des dérèglements sont probablement impliqués dans la maladie d'Alzheimer. En l'absence d'outils non invasifs permettant de mesurer la compartimentation du lactate, ce mécanisme reste sujet à controverse. L'idée de cette thèse est que la spectroscopie RMN pondérée en diffusion pourrait permettre la mesure de la compartimentation du lactate de façon non-invasive : il est possible d'obtenir des informations sur les propriétés de diffusion induites par les différentes microstructures cellulaires, et, puisque le lactate est présent à la fois dans les astrocytes, les neurones, et le milieu extracellulaire, il suffirait donc de mesurer ses propriétés de diffusion et de les comparer aux signatures spécifiques des diffusions intra-neuronales, intra-astrocytaires et extracellulaires, pour obtenir des informations sur sa compartimentation. L'objectif de la thèse est donc de mesurer de façon précise la diffusion du lactate en vue de déterminer sa compartimentation. Ces mesures ont été réalisées dans des modèles murins où un changement de compartimentation était suspecté, à savoir un modèle de réactivité astrocytaire, présentant des astrocytes hypertrophiés, et un modèle pathologique de la maladie d'Alzheimer. Ces résultats ont été confrontés à des mesures optiques et éléctrochimiques de référence permettant la mesure « directe » du lactate dans les différents compartiments.
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Dates and versions

tel-04379936 , version 1 (08-01-2024)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04379936 , version 1

Cite

Sophie Malaquin. Spectroscopie RMN in vivo pondérée en diffusion pour l'étude de la compartimentation du lactate cérébral. Physique Médicale [physics.med-ph]. Université Paris-Saclay, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UPAST196⟩. ⟨tel-04379936⟩
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