Rhéologie du mucus pulmonaire

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Objectifs

Les maladies pulmonaires obstructrices (Mucoviscidose, BPCO, DBB..) sont une importante cause de décès à l’échelle mondiale. Elles ont en commun une prise en charge lourde des patients lors de crises. Elles ont en commun le fait que le mucus pulmonaire, qui protège l’épithélium bronchique s’écoulent plus difficilement que chez un individu sain et a de fait tendance à former des bouchons obstruant les voies respiratoires. Il a été mis en évidence que les propriétés rhéologiques (module viscosélastiques, contrainte seuil …) sont significativement plus élevées. Ainsi, l’idée que la caractérisation rhéologique des sputas pouvait fournir des éléments de diagnostics et éventuellement servir de biomarqueur pour le suivi des patients est à la base de la collaboration que nous avons entamé dès 2018 avec l’entreprise Rheonova. Rheonova commercialise en effet un rhéomètre dédié ayant pour vocation à être utilisé en milieu hospitalier. L’interprétation des mesures rhéométriques et les liens avec la composition des échantillons et l’état clinique des patients reste une vaste question à laquelle l’état des connaissances biologiques et médicales ne permet pas pour l’instant de répondre. 

 

Résultats

Nous avons mené une série de projets (LabCom ANR Mucus, Plan de relance Mucus 2, Projet région Mucus 3, mais aussi ANR Bronchocloggdrain) en collaboration avec Rheonova et avec le CHU Grenoble-Alpes (Max Maurin, bactériologiste, Bruno Degano, pneumologue) visant à mieux comprendre la rhéologie du mucus pulmonaire, via différentes approches. 

Nous travaillons à la fois sur des sputas récoltés lors de séances de kinésithérapie à l’hôpital, sur des échantillons de mucus récoltés in vivo lors d’endoscopies, ainsi que sur des échantillons modèles, obtenus à partir de bave d’escargot. Nous utilisons la rhéométrie standard sur des sputas, ainsi que de la microrhéologie passive grâce à notre microscope confocal rapide. Cette dernière technique permet d’une part de travailler de sur des tout petits volumes (cas des échantillons récoltés in vivo) et de quantifier les hétérogénités des échantillons à petit échelle. 

Cette thématique, démarrée il y a quelques années au laboratoire, a monopolisé des efforts importants sur la mise en place de protocoles, qui sont maintenant mis en œuvre de manière systématique lors des thèses en cours de K. Shaalan et d’A. Raffournier. 

Références

Esteban Enjuto, L., Robert de Saint Vincent, M., Maurin, M., Degano, B., & Bodiguel, H. (2023). Sputum handling for rheology. Scientific Reports, 13(1), 7695.

Milian, D., Robert de Saint Vincent, M., Patarin, J., & Bodiguel, H. (2023). Gastropod slime-based gel as an adjustable synthetic model for human airway mucus. Biomacromolecules, 25(1), 400-412.