Visualiser la sclérose en plaques gr?ce à une nouvelle méthode d'IRM

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie neurologique qui entra?ne généralement des handicaps permanents. Elle touche environ 2,9 millions de personnes dans le monde, dont près de 15 000 rien qu'en Suisse. Une caractéristique centrale de la maladie est que le propre système immunitaire attaque et détruit les gaines de myéline dans le système nerveux central. Ces gaines de protection isolent les fibres nerveuses - un peu comme un revêtement plastique autour d'un fil de cuivre. Les gaines de myéline assurent la transmission rapide et efficace des impulsions électriques d'une cellule nerveuse à l'autre. Si elles sont endommagées ou amincies, cela peut entra?ner, entre autres, des troubles irréversibles de la vision, de la parole et de la coordination.

Jusqu'à présent, il n'avait toutefois pas été possible de rendre les gaines de myéline suffisamment visibles pour que cette information puisse servir au diagnostic et au suivi de la sclérose en plaques.* Des chercheurs de l'EPFZ dirigés par Markus Weiger et Emily Baadsvik de l'Institut de technique biomédicale de l'ETH Zurich et de l'Université de Zurich y sont désormais parvenus. Ils ont développé un nouveau procédé d'imagerie par résonance magnétique (IRM) qui permet de visualiser l'état des gaines de myéline de manière plus précise que ce qui était possible jusqu'à présent. Les chercheurs ont testé ce procédé pour la première fois avec succès sur des personnes en bonne santé.

Le système IRM avec scanner de tête spécial pourrait à l'avenir aider les médecins à détecter la SEP à un stade précoce et à mieux surveiller l'évolution de la maladie. De plus, cette technologie pourrait faciliter le développement de nouveaux médicaments contre la SEP. Mais ce n'est pas tout : la nouvelle méthode d'IRM pourrait également servir aux chercheurs à mieux visualiser d'autres types de tissus solides tels que les tissus conjonctifs, les tendons et les ligaments.

Cartes quantitatives de la myéline

Les appareils d'IRM traditionnels ne permettent de visualiser les gaines de myéline que de manière imprécise et indirecte. La raison en est que la plupart des appareils réagissent aux molécules d'eau présentes dans le corps, qui sont excitées par des ondes radio dans un champ magnétique puissant. Or, les gaines de myéline, qui s'enroulent en plusieurs couches autour des fibres nerveuses, sont principalement composées de lipides et de protéines. Ce n'est qu'entre ces couches que se trouve ce que l'on appelle l'eau de myéline. Les IRM standard utilisent principalement les signaux des atomes d'hydrogène dans l'eau de myéline pour leurs images et ne reproduisent pas directement les gaines de myéline.

La nouvelle méthode d'IRM des chercheurs de l'ETH résout ce problème et mesure directement la teneur en myéline. Elle attribue des valeurs numériques aux images IRM du cerveau. Celles-ci indiquent la quantité de myéline présente à un endroit précis par rapport à d'autres zones de l'image. Ainsi, le chiffre 8 signifie que la teneur en myéline à cet endroit n'est que de 8 pour cent d'une valeur maximale de 100, ce qui indique un net amincissement des gaines de myéline. En principe, plus la zone est sombre et plus le chiffre est petit sur l'image, plus les gaines de myéline sont réduites. Gr?ce à ces données, les médecins pourraient mieux évaluer la gravité et l'évolution de la SEP.

Mesurer des signaux en un millionième de seconde

Il est toutefois difficile de représenter directement les gaines de myéline. En effet, les signaux que l'IRM déclenche dans les tissus sont beaucoup plus éphémères que ceux émis par l'eau de la myéline. "Pour simplifier, les atomes d'hydrogène se déplacent moins librement dans le tissu de la myéline que dans le liquide de myéline. Ils génèrent donc des signaux beaucoup plus éphémères, qui disparaissent au bout de quelques microsecondes", explique Weiger, qui ajoute : "Et c'est très court, car une microseconde est la millionième partie d'une seconde". Un appareil d'IRM classique ne peut même pas détecter ces signaux éphémères, car il ne mesure pas assez vite.

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé un scanner de tête IRM spécialement adapté, qu'ils ont développé au cours des dix dernières années en collaboration avec les entreprises Philips et Futura. Celui-ci se caractérise par des pentes particulièrement fortes dans le champ magnétique, appelées gradient dans le jargon. "Plus la variation de l'intensité du champ magnétique généré par les trois bobines du scanner est importante, plus les informations sur la position des atomes d'hydrogène peuvent être enregistrées rapidement", explique Baadsvik.

Un tel gradient peut être obtenu gr?ce à un courant électrique puissant et à une conception ingénieuse. Comme les chercheurs ne scannent que la tête, le champ magnétique est moins étendu et plus concentré qu'avec les appareils traditionnels. En outre, le système peut rapidement passer de l'émission d'ondes radio à la réception de signaux. Pour ce faire, les chercheurs et leurs partenaires industriels ont développé un circuit spécial.

Les chercheurs ont déjà testé avec succès leur méthode d'IRM sur des échantillons de tissus de patients atteints de SEP et sur deux personnes en bonne santé. Ils veulent maintenant la tester sur des patients atteints de SEP. La question de savoir si le nouveau scanner de tête par IRM sera utilisé à l'avenir dans les cliniques dépend maintenant de l'industrie. "Nous avons montré que notre procédé fonctionne. C'est maintenant aux partenaires industriels de l'implémenter et de le mettre sur le marché", déclare Weiger.

*Dans la version initiale des Actualités ETH, on pouvait lire : "Jusqu'à présent, on n'a toutefois pas réussi à rendre les gaines de myéline suffisamment visibles pour diagnostiquer et traiter la SEP de manière fiable", déclaration qui a été précisée le 6.2.2024 comme suit : "Jusqu'à présent, on n'a toutefois pas réussi à rendre les gaines de myéline suffisamment visibles pour que cette information puisse servir au diagnostic et au suivi de la SEP".