Two-channel snapshot Mueller matrix polarimeter

International audienceWe describe a new setup for a snapshot Mueller matrix polarimeter (SMMP). It relies on the separation and orthogonal polarization of two light beams by a Wollaston prism located at the setup output. The simultaneous treatment of the two spectra allows an enhancement of accuracy for real-time measurements through reduction of the effects caused by random noise and systematic errors. Moreover, it gives insight into the nonuniform spectral response of the medium under study. Experimental results support the feasibility of the proposed technique

Snapshot Mueller matrix polarimeter by wavelength polarization coding

International audienceWe present a new, to the best of our knowledge, experimental configuration of Mueller matrix polarimeter based on wavelength polarization coding. This is a compact and fast technique to study polarization phenomena. Our theoretical approach, the necessity to correct systematic errors and our experimental results are presented. The feasibility of the technique is tested on vacuum and on a linear polarizer

Systematic errors specific to a snapshot Mueller matrix polarimeter

International audienceSystematic errors specific to a snapshot Mueller matrix polarimeter are studied. Their origins and effects are highlighted, and solutions for correction and stabilization are proposed. The different effects induced by them are evidenced by experimental results acquired with a given setup and theoretical simulations carried out for more general cases. We distinguish the errors linked to some imperfection of elements in the experimental setup from those linked to the sample under study

Correlation between static and dynamic polarimetric properties and the texture of surface-stabilised ferroelectric liquid crystal cells

International audienceSnapshot Mueller matrix polarimetry was performed for static and dynamic analyses of surface-stabilised ferroelectric liquid crystal cells under an electric field. A strong correlation between the static (at fixed voltage) and dynamic (upon field reversal) polarimetric properties and the texture of ferroelectric liquid crystal cells was established. The birefringence properties were different between a rooftop/zigzag-textured cell and a stripe-textured cell. The trajectory of the optic axis, plotted over the transition between two addressed states, was analysed for each cell. The shape of the trajectories could be explained by a reversible motion of the smectic layers while switching

Novel biomarkers of intravascular hemolysis associate with cardio-vascular damage in type 2 diabetes and sickle cell disease

L'hémolyse intravasculaire (HIVasc) comprend la destruction prématurée de globules rouges (GR) dans la circulation sanguine avec une libération de leur contenu, principalement hémoglobine et hème, et la fragmentation de leur membrane sous forme de vésicules extracellulaires (VE-GR). Des travaux précédents de l'équipe ont montré que ces produits de l'HIVasc dans le plasma participent à la dysfonction vasculaire dans des modèles murins de drépanocytose. Ceci nous a incités à mieux décrire ces produits de l'HIVasc et leur rôle dans des contextes pathologiques chez l'homme. Nous avons émis l'hypothèse que les produits de dégradation des globules rouges dans le plasma pourraient constituer de nouveaux biomarqueurs directs de l'HIVasc, et que la présence de ces biomarqueurs pourrait être associée à des atteintes cardiovasculaires cliniques. Le but du projet était donc d'évaluer de nouvelles méthodes de mesure de produits de lyse des GR dans le plasma, de les quantifier et d'explorer leur possible association avec un panel de manifestations vasculaires. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés à une pathologie métabolique dans laquelle l'existence d'une HIVasc reste mal définie, le diabète de type 2 (DT2). Nous avons constitué une cohorte française de 109 patients avec DT2 et de 65 contrôles sans DT2. Nous avons mis en œuvre des techniques de mesure de l'hémoglobine et de ses produits de dégradation par spectroscopie d'absorbance, et des mesures de VE-GR par cytométrie en flux. Nous avons montré pour la première fois une élévation d'hémoglobine et d'hème plasmatiques chez les patients DT2, avec une hausse particulièrement marquée chez les patients DT2 obèses. L'excès d'hémoglobine et d'hème plasmatiques était corrélé à la présence d'une neuropathie diabétique et à aucune autre complication vasculaire. En outre, 50% de cet hème plasmatique était associé aux VE lors du DT2. Pourtant, la hausse du taux plasmatique de VE-GR CD235a+ n'était pas significative au cours du DT2. Des analyses par suivi de nanoparticules et microscopie électronique cryogénique en transmission ont montré que les VE issues du plasma ou de GR DT2 étaient plus petites et pouvaient échapper à la détection par FACS. Néanmoins, ces VE-GR ont induit un stress oxydatif endothélial in vitro et une activation de la thrombine, avec de possibles conséquences vasculaires. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à une pathologie hémolytique chronique génétique, la drépanocytose. Nous avons étudié une cohorte africaine de 235 patients drépanocytaires HbSS comparés à 36 sujets contrôles HbAA. Nos biomarqueurs spectrométriques d'HIVasc, dont l'autofluorescence du plasma, étaient plus élevés chez les patients HbSS et corrélés à la bilirubine, mais pas au degré d'anémie, aux biomarqueurs indirects d'HIVasc ou aux taux de VE-GR. L'autofluorescence du plasma était fortement associée à la présence d'ulcère de jambe, et à aucune autre complication vasculaire. Nous n'avons en outre pas relevé de cluster de complications associé à un profil hyper-hémolytique et les taux circulants de VE-GR par FACS étaient peu informatifs. En conclusion, les produits de dégradation des GR sont mesurables dans le plasma par spectroscopie d'absorbance et d'autofluorescence. Ils constituent de nouveaux biomarqueurs plasmatiques directement reliés à l'HIVasc, et révèlent l'existence d'HIVasc à bas bruit lors du DT2. Ils sont associés à certaines complications vasculaires spécifiques du DT2 et de la drépanocytose, alors que la mesure des VE-GR parait compliquée à mettre en œuvre actuellement et moins informative. Des biomarqueurs spectroscopiques pourraient s'intégrer dans une stratégie de dépistage précoce, de traitement et peut-être de prévention de ces atteintes. Notre travail met en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques dans le DT2, comme les produits oxydés de l'hémoglobine, afin de limiter le poids clinique des atteintes vasculaires lorsque survient une HIVIntravascular hemolysis (IVH) entails the premature destruction of red blood cells (RBC) in the bloodstream, with the release of their cargo, mainly hemoglobin and heme, and the fragmentation of their membrane into extracellular vesicles (RBC-EV). Previous work from our team has shown that IVH products in plasma contribute to vascular dysfunction in mouse models of sickle cell disease. These data encouraged us to better describe these products of IVH and evaluate their prognostic role in pathological contexts, in humans. We hypothesized that RBC degradation products in plasma could operate as novel, direct biomarkers of IVH, and that their presence could be associated with clinical signs of cardiovascular damage. The aim of the project was thus to evaluate novel methods to characterize RBC lysis byproducts in plasma, quantify their levels and explore their possible association with a panel of vascular manifestations in patients. In a first chapter, we focused on a metabolic disease in which the existence of IVH remains poorly defined, type 2 diabetes (T2D). We designed a French cohort of 109 patients with T2D and 65 controls without T2D. We implemented absorbance spectroscopy techniques to measure hemoglobin and its degradation products, and used flow cytometry to measure RBC-EV. We reported, for the first time, an elevation of plasma hemoglobin and heme in T2D patients. This increase was particularly marked in obese T2D patients. The excess in plasma hemoglobin and heme assessed by spectroscopy was associated with the presence of diabetic neuropathy and no other vascular complications. Moreover, 50% of plasma heme was associated with EV in T2D. However, the increase in CD235a+ RBC-EV levels was not significant during T2D. Nanoparticle tracking analysis and cryogenic transmission electron microscopy showed that EV from T2D plasma or shed by T2D RBC were smaller and could escape FACS detection. Nevertheless, these EV induced endothelial oxidative stress in vitro and thrombin activation, with possible vascular consequences. In a second part, we focused on a genetic and chronic hemolytic disease, namely sickle cell disease (SCD). We built an African cohort of 235 HbSS patients with SCD compared to 36 HbAA control subjects. Our spectroscopic biomarkers of IVH, including plasma autofluorescence, were higher in HbSS patients and correlated with bilirubin levels, but not to the degree of anemia, indirect biomarkers of hemolysis, or RBC-EV levels. Plasma autofluorescence was strongly associated with the presence of leg ulcers and no other vascular complication. We did not find a cluster of complications associated with a putative hyper-hemolytic profile. Circulating levels of VE-GR measured by FACS were little informative. In conclusion, RBC degradation products can be measured in plasma by absorbance and autofluorescence spectroscopy. They constitute novel biomarkers that are directly linked to IVH and reveal the occurrence of low grade IVH during T2D. Spectoscopic biomarkers were associated with specific vascular complications of T2D and SCD, whereas the measure of RBC-EV was more complex to implement and less informative. Some spectroscopic biomarkers could be integrated into a strategy for early detection, treatment and perhaps prevention of these disorders. Our work highlights new therapeutic targets in T2D, such as products of Hb oxidation, that could be targeted in order to help limit the clinical burden of vascular damage when IVH occurs

Spécificités des thromboses veineuses digestives associées aux syndromes myéloprolifératifs (résultats d'une étude rétrospective de 86 cas)

Les syndromes myéloprolifératifs (SMP) représentent l'étiologie la plus fréquente des thromboses veineuses digestives (TVD), mais les conséquences de l'hypertension portale rendent leur diagnostic souvent complexe dans ce contexte. Nous avons comparé au moyen d'une étude rétrospective incluant 86 patients atteints de TVD inexpliquées hospitalisés au C.H.U. de Nantes (dont 74 thromboses portales et 15 syndromes de Budd-Chiari) la fréquence de certaines caractéristiques cliniques, biologiques et d'imagerie dans un groupe de patients atteints de SMP et un groupe de sujets atteints d autres affections pro-thrombotiques ou présentant une TVD idiopathique. Un SMP était identifié chez 32 patients (37% des TVD). Les patients atteints de SMP présentaient significativement plus souvent une extension de leur TVD notamment à la veine splénique, un épanchement ascitique, une splénomégalie, des comptes globulaires et une bilirubine élevés, et un taux de prothrombine bas. Il existait plus fréquemment des voies de dérivation sur les examens d'imagerie de suivi. Ces résultats pourraient aider le clinicien confronté à un épisode de TVD à en orienter le bilan étiologique et peut-être à mieux en évaluer le pronostic.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Analysis of experimental depolarizing Mueller matrices through a hybrid decomposition

We propose a new decomposition for depolarizing Mueller matrices. This decomposition, which consists of a product of four basic optical devices (two diattenuators, a retarder, and a depolarizer) is derived from a previous one known as “symmetric decomposition” [J. Opt. Soc. Am. A 26, 1109 (2009) [CrossRef]] and makes it easier to interpret polarization properties of Mueller matrices and improves estimation of the extracted parameters. Its application is illustrated by several theoretical and experimental examples

Mueller matrix polarimetry for improved liver fibrosis diagnosis

International audienceAn experimental Mueller matrix polarimeter is used to quantify human liver fibrosis by measuring retardance and depolarization of thin biopsies. The former parameter is sensitive to fibrillar collagen, the latter is specifically sensitive to fibrillar collagen around blood vessels, which is not significant for liver fibrosis diagnosis. By using depolarization like a filter, retardance distribution enables to distinguish between disease stages and limit the high degree of observer discrepanc