L’imagerie cérébrale de nouvelle génération
Les maladies neurologiques débutent souvent par des changements subtils à l’intérieur des cellules individuelles, bien avant que les examens cérébraux conventionnels ne révèlent des dommages visibles. Ce délai peut compliquer le diagnostic précoce et limiter la capacité des cliniciens à distinguer les différents processus pathologiques ou à surveiller la réponse des patients au traitement. L’IRM conventionnelle est un outil clinique indispensable pour identifier les lésions cérébrales, mais elle ne peut pas toujours expliquer les processus biologiques responsables. Les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer, les affections neuro-inflammatoires comme la sclérose en plaques et les tumeurs cérébrales affectent toutes différents types de cellules et déclenchent des mécanismes pathologiques distincts qui sont souvent similaires sur les scanners standard.
Au-delà de l’IRM conventionnelle
Le projet C-MORPH(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par le CER, visait à développer des techniques d’IRM avancées capables de détecter des changements spécifiques aux cellules dans le cerveau et la moelle épinière d’humains vivants, ouvrant de nouvelles possibilités pour des soins neurologiques personnalisés. L’objectif était d’aller au-delà de la production d’images anatomiques et de fournir des informations sur la densité cellulaire, la morphologie, l’organisation intracellulaire, le métabolisme et la composition tissulaire. Pour y parvenir, les chercheurs ont combiné l’IRM de diffusion avancée(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), la spectroscopie RM, l’imagerie à champ ultra-élevé et la modélisation informatique. «Nous souhaitions identifier des biomarqueurs IRM spécifiques aux cellules, associés aux changements cellulaires sous-jacents qui se produisent dans les tissus vivants», explique le chercheur principal Henrik Lundell.
De nouvelles méthodes d’imagerie révèlent une biologie cachée
Des chercheurs ont créé de nouveaux outils pour décrire les caractéristiques structurelles des cellules, en se concentrant particulièrement sur le tissu neuronal. Leurs travaux ont démontré comment de nouveaux mécanismes de contraste(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) peuvent simultanément distinguer la taille et la forme des structures microscopiques à l’échelle micrométrique. Le projet a démontré que les méthodes de diffusion avancées permettent de mieux caractériser la microstructure des tissus tout en réduisant les interférences dues à des facteurs tels que l’orientation des fibres. Des méthodes ont également été développées pour distinguer l’activité inflammatoire des lésions tissulaires permanentes, fournissant ainsi des informations précieuses sur la progression de la maladie et la réponse au traitement. «Nous avons mis au point des méthodes d’IRM avancées qui exploitent le mouvement de l’eau et des métabolites pour étudier les processus biologiques se déroulant à l’échelle cellulaire», déclare Henrik Lundell. En combinant les informations de diffusion de l’eau(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), la mobilité des métabolites et la composition des tissus, les chercheurs peuvent examiner les changements dans des populations cellulaires spécifiques avant que des dommages structurels à grande échelle ne deviennent apparents. De plus, le projet a mis au jour un phénomène d’imagerie entièrement nouveau, connu sous le nom d’anisotropie spectrale. Initialement décrit théoriquement et par le biais de simulations informatiques, cet effet a été démontré expérimentalement pour la première fois.
Vers la traduction clinique
Bien que bon nombre de ces techniques aient atteint leur maturité technique, une validation plus poussée sur des cohortes de patients plus importantes est nécessaire avant leur mise en œuvre clinique de routine. Selon Henrik Lundell, certaines méthodes d’IRM de diffusion quantitatives et avancées pourraient être intégrées aux centres cliniques spécialisés au cours des cinq prochaines années, à mesure que le matériel et les logiciels des scanners continuent d’évoluer. Les approches d’imagerie métabolique plus complexes nécessiteront une validation et une standardisation multicentriques supplémentaires avant leur adoption généralisée. En outre, le projet continue d’explorer le potentiel clinique de l’anisotropie spectrale et d’autres biomarqueurs récemment mis au point dans le cadre d’études sur des patients. Au-delà des maladies neurologiques, ces méthodes devraient apporter des informations précieuses sur le développement sain du cerveau, le vieillissement, l’apprentissage et l’influence du mode de vie sur la santé cérébrale.
