Profil métallique tissulaire par ICP-MS chez des sujets décédés

Abstract

Résumé -Objectif : La surveillance biologique et la recherche d'une exposition à des métaux ou à des métalloïdes font habituellement appel à leur dosage dans le sang et les urines. Cependant, en médecine légale, ces milieux ne sont pas toujours disponibles, il est de ce fait nécessaire d'utiliser d'autres prélèvements. Si les cheveux et les ongles sont des biomarqueurs permettant de mettre en évidence une exposition au long cours, ils peuvent être le siège d'une contamination externe. Aussi, il nous a semblé intéressant d'étudier la distribution des métaux dans les tissus. Méthode : À l'occasion d'une autopsie, nous avons réalisé le dosage de 34 éléments dans les principaux tissus : Li, Be, B, Al, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, La, Gd, W, Pt, Hg, Tl, Pb, Bi, U, chez 21 sujets des deux sexes âgés de 19 à 57 ans. Les dosages ont été réalisés par plasma à couplage inductif équipé d'un détecteur de masse sur des échantillons congelés de divers organes : cerveau, coeur, rein, foie, poumon et muscle. Cinq cents milligrammes de tissus sont minéralisés à 70• C avec de l'acide nitrique pur. Le minéralisat est dilué avant analyse (acide nitrique, butanol et triton) en présence d'étalons internes (indium et rhodium). Du foie de boeuf d'origine chinoise dont les concentrations de métaux sont certifiées et des cheveux provenant de l'Institut national de santé publique du Canada comportant de nombreuses valeurs de référence ont été analysés. Les résultats obtenus dans les biopsies de foie et de peau dans un cas de fibrose systémique néphrogénique (FNS) sont présentés. Résultats : La linéarité est excellente dans une large gamme de concentrations avec une pente supérieure à 0,999 pour tous les éléments. Les limites de détection sont comprises entre 8 µg/g (U) et 30 ng/g (B). La fidélité intermédiaire et la reproductibilité sont respectivement inférieures à 5 % et 10 %. Tous les éléments présentent une distribution log-normale. La répartition de nombreux métaux est homogène dans les différents organes (B, U, Ni). Des concentrations élevées de Cd sont constatées dans le rein alors qu'elles sont beaucoup plus faibles dans les autres tissus. Les organes à fonction métabolique contiennent les teneurs les plus importantes de quelques éléments (Mn, Mo). Pour l'Al, les concentrations les plus fortes sont retrouvées dans le poumon, organe en contact avec le milieu extérieur. Ces résultats sont comparés aux rares données de la litté-rature. Le premier cas rapporté de NSF montre une teneur hépatique en Gd 20 000 fois plus élevée que celles obtenues chez des sujets décédés. En toxicologie judiciaire, le dosage des métaux et des métalloïdes dans les tissus est d'un intérêt majeur dans un certain nombre de circonstances pour documenter le décès : liquides biologiques non disponibles, soins de conservation. Conclusion : Le dosage multi-élémentaire dans les tissus par ICP-MS constitue un marqueur d'exposition aux métaux ou aux métalloïdes très utile avec de nombreuses applications cliniques ...

Current Role of ICP–MS in Clinical Toxicology and Forensic Toxicology: A Metallic Profile

“…ICP-MS not only allows individual element analysis but also the simultaneous determination of approximately 30 elements of toxicological interest in a single run. Furthermore, this approach permits an optimal gain in sensitivity in all biological matrices: specifically, whole blood, plasma or serum, red cells, urine, hair, nail, biopsy samples or tissues [2,[27][28][29]. The LOQ is very low as it ranges from 2 ng/l for uranium to 700 ng/l for selenium in plasma for a 25 multi-element analysis [27] and from 0.2 ng/g for platinum, thallium and uranium to 500 ng/g for boron in nail for a 32 multi-element analysis [28].…”

“…In whole blood, compared with the EAAS, the LOQ is much better for all elements, except for aluminium [27]. Table 1 shows a typical sample preparation used for whole blood, plasma, urine, hair, nail or tissue [2,[27][28][29]. Briefly, for each sample, a 0.3 ml whole blood, plasma or urine specimen is used.…”

“…As for other biological matrices the use of certified material is necessary to validate the quality of the results. In 2009, we reported a 34 multielemental procedure to determine normal tissues metal/ metalloid concentrations, in various tissues (i.e., brain, heart, kidney, liver, lung, muscle), that uses 40 mg tissue [29]. As the sample size may be reduced to 10 mg, multielemental ICP-MS analysis can be performed on biopsy samples, as in the instance of a fatal case presented due to gadolinium-based contrast agent intoxication [31].…”

La spectrométrie de masse et ses principales applications en biologie médicale

“…• toxiques [40][41][42] : métaux (jusqu'à 34 éléments), cyanures ; • dopage : détection et identification de stéroïdes anabolisants [43], nandrolone et métabolites (norandrostérone et noréthio-cholanolone) ; • stupéfiants et soumission chimique [44] : opiacés [45,46], cocaïniques [47], buprénorphine et norbuprénorphine [48], cannabis [49], LSD [50], dérivés de l'ecstazy [51], GHB [52], kétamine [53]. Remarque : La spectrométrie de masse est, bien sûr, applicable en biologie vété-rinaire ; elle est très présente dans le domaine de l'agroalimentaire et de la protection de l'environnement : • agroalimentaire : dioxine dans les poissons contaminés [54], PCB dans les matières grasses, le lait et les oeufs, [57], explosifs dans les aéroports et les gares [58].…”

Exposition à l’argent : deux cas d’argyrie

“…Les dosages d'argent sont réalisés dans les milieux biologiques et dans une biopsie cutanée pour l'une des deux observations par ICP-MS selon des procédures déjà décrites [4,5]. En ce qui concerne le dosage d'argent dans la biopsie cutanée incluse dans un bloc de paraffine, celle-ci est extraite après chauffage à 60…”