Crystalline pathologies in the human body: first steps of pathogenesis

Abstract

Article rec ¸u le 01 avril 2020, accept é le 15 avril 2020 Résumé. Les pathologies cristallines sont extrêmement fréquentes et affectent plus de la moitié de la population après 60 ans, qu'il s'agisse de calculs des voies urinaires ou des voies biliaires, de calcifications vasculaires ou d'arthropathies cristallines, avec parfois des conséquences graves en termes de morbi-mortalité. Nous allons dans cette mise au point répertorier les processus de nucléation homogène et hétérogène associés aux pathologies microcristallines. Ces processus de nucléation sont souvent des cibles thérapeutiques de première importance et intéressent de facto le clinicien. L'analyse de la littérature récente montre que les différents modèles proposés sont caractérisés par une grande diversité physico-chimique lorsque l'on se focalise sur ces premières étapes de la genèse des calcifications pathologiques. Le centre de nucléation peut être constitué soit de cristaux, soit de différents types de composés organiques comme l'ADN ou des protéines telles que l'élastine. La genèse de calcifications pathologiques au sein de vésicules sera également abordée. Les cristaux formés peuvent être la conséquence de diverses pathologies mais ils peuvent aussi participer activement au dysfonctionnement des tissus et organes concernés.

Opportunities given by density functional theory in pathological calcifications

“…The aim of this publication is then to present recent results obtained in the field of physiological [13,14] and mostly pathological calcifications [15][16][17] by means of DFT. To attain this goal, we will start by a brief (more details can be found in different excellent books [18,19]) presentation of some of its underlying principles.…”

A novel multinuclear solid state NMR approach for the characterization of kidney stones

“…Nevertheless, the nucleation and growth of KS remains largely unknown and the associated mechanism is based mainly on assumption and incomplete evidence; hence, more thorough and wide-ranging structural investigations are still required (Sherer et al, 2018;Bazin et al, 2020). The growth of KS is clearly a multi-factorial problem, with their chemical composition and morphology presenting considerable variability due to the extreme complexity of the in vivo reaction media in which they are formed.…”

Raman opportunities in the field of pathological calcifications

“…As diagnostic tool in medicine, Raman spectroscopy was first applied to stone analysis in the early eighties [7,8]. Then, it has been applied to complex biological samples, such as fluids [9,10], cells [11,12], minerals as physiological [13][14][15] and pathological calcifications [16][17][18] and tissues [19]. Such versatility explains the numerous applications of Raman spectroscopy in different specialties of medicine [20][21][22], among which are nephrology [23][24][25][26][27][28][29][30], rheumatology [31][32][33], hematology [34][35][36], gastroenterology [37,38] or endocrinology [39,40].…”

“…The aim of this publication is to gather and present striking results related to pathological calcifications [16,17,[45][46][47][48][49][50][51] and to introduce the most recent developments of Raman spectroscopy, opening new opportunities in this field of research. After a brief presentation of the underlying theoretical concepts associated with Raman spectroscopy and Raman instrumentation, the performance of the technique will be discussed relatively to the ones of midinfrared vibrational spectroscopy also largely used in medicine.…”