Les lésions cérébrales traumatiques (TBI) sont généralement diagnostiquées par IRM et tomodensitométrie, mais ces techniques manquent souvent des dommages plus légers. Ces traumatismes crâniens « invisibles » peuvent entraîner une grave perte de fonction et une diminution de la qualité de vie, motivant les chercheurs à trouver de nouvelles techniques pour identifier le traumatisme subtil.
Rama Madhurapantula, de l’Institut de technologie de l’Illinois, décrira comment la diffraction des rayons X synchrotron peut aider à diagnostiquer les TBI invisibles dans leur présentation, « La diffraction des fibres de rayons X pour élucider la transition tissulaire et les modifications de l’emballage moléculaire en relation avec les dommages ». La session aura lieu le dimanche 31 juillet à 11 h 30 dans l’est des États-Unis lors de la 72e réunion annuelle de l’American Crystallographic Association.
La gaine de myéline est une isolation protectrice autour des nerfs qui permet la transmission de signaux dans le cerveau. Les TBI peuvent créer des dommages irréversibles à la structure et à l’emballage de la myéline en raison de l’étirement, de la compression ou, dans le cas de commotions cérébrales, de secousses vigoureuses.
Caractériser les changements de la myéline au niveau moléculaire est essentiel pour comprendre les principes fondamentaux des TBI et l’examen de ces petites échelles permettra également de détecter les cas légers à modérés. Alors que les méthodes d’imagerie traditionnelles fonctionnent à l’échelle du micron, l’équipe de Madhurapantula a montré que la diffraction des rayons X synchrotron peut capturer des changements beaucoup plus petits sur l’échelle du nanomètre à l’angström in situ.
En termes simples, les TBI visibles ou invisibles sont déterminés par la capacité d’un instrument à visualiser les dommages. Il faut des niveaux de force nettement inférieurs à ceux que nous supposions auparavant pour causer des dommages permanents à la myéline. Ces changements sont de l’ordre de 5 à 50 nanomètres et ne sont pas détectés par les techniques d’imagerie médicale. »
Rama Madhurapantula, Institut de technologie de l’Illinois
Les rayons X utilisés sont environ 70 000 fois plus intenses que ceux utilisés pour une radiographie pulmonaire et sont focalisés sur une très petite zone pour générer un faisceau de haute intensité. Lorsque le faisceau frappe un échantillon, la position et l’intensité des rayons diffractés sont capturées sous forme de motif sur une plaque photographique. Ces informations permettent de déterminer les caractéristiques matérielles et mécaniques des tissus neurologiques.
La méthodologie de diffraction des rayons X synchrotron qui sera décrite dans l’exposé nécessite une préparation minimale de l’échantillon et peut numériser de grandes sections de matériau. La méthode pourrait être étendue pour travailler sur d’autres tissus ou transitions tissulaires, où un type de tissu se rencontre et se confond avec un autre.
« Nous pouvons suivre les changements sur ces régions de transition, qui sont souvent diffuses et peuvent s’étendre sur quelques millimètres », a déclaré Madhurapantula. « Par exemple, nous avons pu développer un modèle haute résolution de la transition muscle-tendon dans les muscles squelettiques et les valves cardiaques. »
