Combined Raman Microscopy and Transmission Electron Microscopy shows the co-existence of whitlockite crystals and carbonated hydroxyapatite-mineralized collagen fibrils in human calcified aortic valves
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Aortic valve stenosis (AS), the leading valvular disease in aging populations, is driven by complex extracellular matrix (ECM) modifications and progressive calcification. Despite its clinical significance, the molecular mechanisms underlying AS remain poorly understood, limiting therapeutic options to invasive valve replacement. This study employs Raman microscopy, a label-free imaging technique, and its integration with transmission electron microscopy (TEM) to elucidate the biochemical and ultrastructural changes in stenotic aortic valves. High-resolution spectroscopic imaging revealed distinct extracellular matrix modification across different regions, involving elastin degradation, cholesterol deposition, and mineral formation, comprising not only hydroxyapatite (cHAp) but also whitlockite. Elastin-rich domains associated with cHAp deposition exhibited cross-link degradation, while collagen matrices supported mineralized phases with varying mineral-to-matrix ratios that, in heavily mineralized regions, went far above those of mature human bone. For the first time we demonstrated whitlockite as a mineral deposit in calcified aortic valves, in areas with different degrees of calcification. This implies that this Mg containing mineral, which has been considered a precursor to cHAp in pathological calcification, forms independently, challenging prevailing models of calcification. The combination of Raman and TEM showed how bone-like cHAp mineralized collagen matrix in later stages engulfs the initial non-physiological whitlockite deposits. This correlative multimodal approach advances our understanding of AS by capturing spatially resolved chemical and structural dynamics at the nanoscale. The findings highlight Raman microscopy’s potential for probing calcification mechanisms across diverse tissue types and suggest its role in identifying novel therapeutic targets. This study underscores the value of integrative imaging methodologies in unraveling complex pathological processes and advancing patient care.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».