Les chercheurs ont créé un nouvel outil en libre accès qui permet aux médecins et aux scientifiques d’évaluer la santé du cerveau des nourrissons en évaluant la concentration de divers marqueurs chimiques, appelés métabolites, dans le cerveau. L’outil a compilé les données de 140 nourrissons pour déterminer les plages normales de ces métabolites.
Publié dans le journal RMN en biomédecine, l’étude décrit un moyen plus simple et plus fiable d’évaluer les concentrations de métabolites dans le cerveau du nourrisson que ce qui était auparavant disponible, a déclaré Ryan Larsen, chercheur au Beckman Institute for Advanced Science and Technology de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.
Les métabolites jouent un rôle important dans la croissance, le développement et le fonctionnement normaux du cerveau, a déclaré la co-auteure de l’étude, le Dr Ellen Grant, directrice du Fetal Neo-Natal Neuro-Natal Neuroimaging and Developmental Science Center du Boston Children’s Hospital et professeur de radiologie et de pédiatrie à École de médecine de Harvard. Des niveaux élevés ou faibles de métabolites dans le cerveau peuvent être le premier signe de problèmes de fonctionnement ou de développement du cerveau.
« Par exemple, nous examinons la choline, qui joue un rôle dans la construction de la myéline, la gaine qui permet aux impulsions électriques de voyager le long des neurones », a déclaré Grant. « Un autre métabolite, appelé NAA, est important pour la croissance saine et la prolifération des dendrites, les branches sur les neurones qui reçoivent les signaux d’autres neurones. »
En mesurant la concentration de métabolites clés comme ceux-ci, les chercheurs peuvent détecter rapidement certains problèmes – permettant des interventions à temps pour éviter d’endommager le cerveau en croissance, a-t-elle déclaré.
L’évaluation des métabolites dans le cerveau implique normalement la spectroscopie par résonance magnétique du proton, une technologie qui utilise une IRM non pas pour l’imagerie visuelle, mais pour détecter et identifier des molécules spécifiques dans les tissus d’intérêt. L’approche la plus courante nécessite une imagerie approfondie et des calculs détaillés de la quantité d’eau à l’intérieur et à l’extérieur des tissus cérébraux pour normaliser ces mesures, une approche coûteuse et longue.
Pour résoudre cette difficulté, Grant et le co-auteur de l’étude Borjan Gagoski, un instructeur de radiologie à l’hôpital pour enfants de Boston, ont utilisé le proton MRS pour scanner le cerveau de 140 nourrissons à environ un mois et trois mois d’âge. En plus d’utiliser l’eau comme référence, l’équipe a également compilé des données de plusieurs métabolites clés dans leurs calculs. Cela leur a permis de créer un outil qui utilise des valeurs standard pour plusieurs métabolites lors de l’évaluation de la concentration d’un métabolite dans le cerveau d’un nourrisson.
Ce que la plupart des gens font, c’est regarder un simple rapport entre le métabolite 1 et le métabolite 2. Mais si ce rapport est faible, cela signifie-t-il que le métabolite 1 est faible ou que le métabolite 2 est élevé? Cela devient un problème d’interprétation. «
Ryan Larsen, chercheur, Beckman Institute for Advanced Science and Technology, Université de l’Illinois à Urbana-Champaign
Au lieu de cela, l’équipe a minutieusement évalué les relations entre sept métabolites clés pour créer une base de données de valeurs normales pour chacun d’eux à des moments différents et pour montrer comment les concentrations de métabolites changent les unes par rapport aux autres au fur et à mesure que le cerveau du nourrisson se développe.
L’outil développé par l’équipe offre une liste de contrôle des métabolites cérébraux de référence que les utilisateurs peuvent sélectionner dans différentes combinaisons pour mieux comprendre le profil d’un nourrisson.
«La spectroscopie est vraiment difficile à faire, mais lorsqu’elle est effectuée de la bonne manière, elle peut nous aider à en savoir plus sur le cerveau», a déclaré Gagoski. « Cette approche a un grand potentiel car nous pouvons détecter les anomalies et les maladies avant de pouvoir voir quoi que ce soit sur les scans structurels. Et il est vraiment important de surveiller la santé du cerveau à ce stade de la vie. »
Ce travail est financé par Abbott par le biais du Center for Nutrition, Learning, and Memory de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.
La source:
Université de l’Illinois à Urbana-Champaign
Référence du journal:
Larsen, RJ, et coll. (2021) Quantification des données de spectroscopie par résonance magnétique à l’aide d’une référence combinée: application chez les nourrissons en développement typique. RMN en biomédecine. doi.org/10.1002/nbm.4520.
