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Une imagerie cérébrale améliorée permet d’avancer le diagnostic de plusieurs maladies neurodégénératives

Les modifications microstructurales du cerveau précèdent souvent des lésions tissulaires plus évidentes dans de nombreuses maladies neurodégénératives progressives mais, jusqu’à présent, elles «passaient sous les radars» de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) conventionnelle. Des méthodologies d’IRM innovantes comblent cette lacune, ouvrant la voie à un diagnostic et à un traitement plus précoces qui pourraient stopper la progression de la maladie à des stades bien moins avancés.

Santé

L’IRM est une technique d’imagerie non invasive qui génère des images détaillées des tissus et organes des patients éveillés. Elle est largement utilisée en imagerie cérébrale, permettant de visualiser l’atrophie (diminution de la taille) de régions cérébrales spécifiques et la présence de «lésions» dans les tissus cérébraux qui caractérisent de nombreuses maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson (MP) et la sclérose en plaques (SP). Les changements microstructuraux tels que la perte de gaines de myéline précèdent souvent l’atrophie et les lésions, mais l’IRM conventionnelle ne peut pas les détecter. Avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet MICROBRADAM a développé de nouvelles techniques d’IRM pour passer ces obstacles et améliorer les résultats pour les patients.

Un câblage défectueux sur toutes les distances

La transmission d’informations entre les neurones dépend en grande partie de la propagation des potentiels d’action dans les axones des neurones «émetteurs» vers les neurones «récepteurs». Les axones sont entourés d’une gaine de myéline grasse, un peu comme l’isolation des câbles électriques qui empêche la perte de signal sur les distances et améliore la vitesse de transduction. Le cerveau est caractérisé par des systèmes de réseau à grande échelle qui impliquent de nombreuses zones spécialisées. Sans myéline, le cerveau ne peut pas fonctionner, car l’interaction à longue distance entre les zones du cerveau n’est pas possible. De nombreuses maladies cérébrales progressives affectent la myélinisation, perturbant au final l’intégrité de la neurotransmission.

Plus c'est lent, mieux c'est, quand il s’agit de petites structures

Malgré son rôle critique dans les maladies neurodégénératives, l’imagerie directe de la myéline n’est actuellement possible qu’avec des procédures invasives. Le coordinateur du projet, Federico Giove, du Centre Enrico Fermi pour l’étude et la recherche (site en italien), explique: «L’IRM conventionnelle exploite la dynamique rapide des molécules d’eau soumises à un champ magnétique. Notre nouvelle méthodologie mise sur une sensibilité accrue aux régimes de mouvement plus lents des molécules d’eau qui peuvent mieux sonder la microstructure complexe du tissu et ainsi révéler les dommages de la myéline.»

Avantages précliniques et cliniques pour les maladies neurodégénératives

Les méthodologies d’IRM de MICROBRADAM peuvent détecter des anomalies subtiles dans la matière grise et blanche qui caractérisent la MP et la SP, qui ne sont pas accessibles avec l’IRM conventionnelle; elles permettent potentiellement une détection plus précoce et un meilleur suivi du développement de la maladie et/ou des effets des thérapies. Accidentellement, elles ont également démontré une sensibilité considérablement réduite aux électrodes métalliques; cette sensibilité affecte la qualité des images d’IRM fonctionnelle (IRMf) lorsqu’elle fonctionne à partir d’électrodes implantées. En conséquence, les chercheurs ont pu élaborer des approches de neurostimulation innovantes pour détecter les effets fonctionnels de la stimulation cérébrale profonde (SCP). Ils sont en train de perfectionner de nouveaux paradigmes pour fournir une SCP et une stimulation de la moelle épinière, ciblant les voies d’intérêt pour la MP, la dépression, la douleur et les lésions de la moelle épinière. Deux demandes de brevet ont été déposées par des partenaires. «C’est peut-être ce qu’il y a de plus excitant dans ce projet, une nouvelle méthode s’est avérée très efficace pour diagnostiquer et caractériser la SP à un stade précoce. Bien que les résultats pour les patients dépendent également d’un traitement efficace, l’efficacité est souvent considérablement améliorée par un diagnostic précoce. Des médicaments pour arrêter la progression de la maladie dégénérative se profilent à l’horizon, ce qui rend le diagnostic précoce encore plus précieux», explique Federico Giove. L’équipe a réalisé de grands progrès dans l’établissement de nouvelles modalités d’IRM pour détecter des changements subtils dans le tissu cérébral, potentiellement avant même l’apparition des symptômes de la maladie. Outre l’amélioration des résultats cliniques, les approches de MICROBRADAM devraient favoriser le développement plus rapide de médicaments et de traitements ciblant la démyélinisation.

Mots‑clés

MICROBRADAM, cerveau, IRM, maladie neurodégénérative, myéline, maladie de Parkinson (MP), sclérose en plaques (SP), stimulation cérébrale profonde (SCP), électrodes, IRMf, moelle épinière, imagerie par résonance magnétique, dépression, IRM fonctionnelle

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