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Theses Year : 2022

Physico-chemical characteristics, genesis and tissue consequences of cutaneous calcium deposits

Caractéristiques physico-chimiques, genèse et conséquences tissulaires des dépôts cutanés calciques

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Abstract

Although many dermatological pathologies are associated with pathological skin deposits, endogenous or exogenous, these remain poorly described. Their sub-micrometric size as well as their diversity of chemical composition require the use of various physico-chemical tools to allow a complete characterization. Our objective is to provide a multi-scale physico-chemical characterisation from micrometer to nanometer, but also to explore the genesis and tissue consequences of these deposits using different techniques in order to extract a clinical message. After presenting the current knowledge on these calcifying dermatoses and describing the principles of scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy and vibrational spectroscopies, we present the application of these tools to four different dermatoses: calciphylaxis, calcified leg ulcers, calcinosis cutis on epidermal necrolysis and sarcoidosis. Our results show that endogenous skin deposits are mainly composed of carbapatite, whose ultrastructural appearance corresponds to phosphocalcium nanospherules aggregating to form micron-sized plaques. These deposits show a tropism towards the elastic fibres that complementary studies by multiphoton microscopy will allow to explore. These original results provide a better understanding of the physio-genesis of cutaneous calcifications, but also allow us to envisage diagnostic methods and therapeutic approaches.
Bien que de nombreuses pathologies dermatologiques soient associées à des dépôts cutanés pathologiques, endogènes ou exogènes, ceux-ci restent mal décrits. Leur taille sub-micrométrique ainsi que leur diversité de composition chimique nécessitent l’utilisation de divers outils physico-chimiques pour en permettre une caractérisation complète. Notre objectif est d’apporter une caractérisation physico-chimique multi échelle du micromètre au nanomètre, mais aussi d’explorer la genèse et les conséquences tissulaires de ces dépôts en utilisant différentes techniques afin d’en extraire un message clinique. Après avoir présenté les connaissances actuelles sur ces dermatoses calcifiantes et décrit les principes de la microscopie électronique à balayage couplée à la spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie et des spectroscopies vibrationnelles, nous présentons l’application de ces outils à quatre dermatoses différentes : calciphylaxie, ulcères de jambe calcifiés, calcinosis cutis sur nécrolyse épidermique et sarcoïdose. L’ensemble de nos résultats montrent que les dépôts cutanés endogènes sont principalement composés de carbapatite, dont l’aspect ultra-structural correspond à des nano-sphérules phospho-calciques s’agrégeant pour former des plaques de dimension micronique. Ces dépôts présentent un tropisme vis-à-vis des fibres élastiques que des études complémentaires par microscopie multiphoton permettront d’explorer. Ces résultats originaux permettent de mieux comprendre la physio genèse des calcifications cutanées, mais également d’envisager des méthodes de diagnostic ainsi que des pistes thérapeutiques.
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Cite

Hester Colboc. Caractéristiques physico-chimiques, genèse et conséquences tissulaires des dépôts cutanés calciques. Dermatologie. Sorbonne Université, 2022. Français. ⟨NNT : 2022SORUS081⟩. ⟨tel-03872522⟩
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