Une nouvelle étude de la Keck School of Medicine de l'USC a testé un biomarqueur lié à la démence vasculaire dans quatre groupes distincts et a proposé une explication de l'apparition des troubles cognitifs. Les résultats viennent d'être publiés dans Alzheimer et démence®: Le Journal de l'Association Alzheimer.
La démence vasculaire est la deuxième forme de démence la plus courante après la maladie d'Alzheimer. Elle présente des symptômes similaires, notamment des problèmes de mémoire, de prise de décision et de langage, et représente un problème de santé publique important à mesure que la population mondiale continue de vieillir.
La maladie est généralement causée par une maladie des petits vaisseaux cérébraux (cSVD), qui endommage les petits vaisseaux sanguins du cerveau, mais les chercheurs ne connaissent pas encore le mécanisme exact reliant la cSVD à la démence. Une théorie implique des problèmes avec le système glymphatique, qui aide à éliminer les déchets du cerveau.
Une équipe de chercheurs du Mark et Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute (Stevens INI), qui fait partie de la Keck School of Medicine, ainsi que des chercheurs du consortium Biomarkers for Vascular Contributions to Cognitive Impairment and Dementia (MarkVCID), ont découvert de nouveaux preuves à l’appui de cette théorie. Grâce au financement des National Institutes of Health, le groupe a analysé des scintigraphies cérébrales et des tests cognitifs sur un total de 3 750 personnes. Les chercheurs ont ensuite utilisé la technique connue d'analyse d'images par tenseur de diffusion le long de l'espace périvasculaire – ou DTI-ALPS – pour déterminer dans quelle mesure le système glymphatique fonctionnait chez chaque personne sur la base de leurs scanners cérébraux. Les chercheurs ont comparé les résultats du DTI-ALPS avec les résultats des tests cognitifs et ont constaté que les personnes ayant des scores DTI-ALPS inférieurs avaient également de moins bons résultats aux tests cognitifs. L’étude a confirmé qu’un faible score DTI-ALPS est un biomarqueur du cSVD et suggère que des lésions glymphatiques pourraient être à l’origine d’un déclin cognitif.
La découverte la plus significative est que nous avons trouvé un lien clair entre le DTI-ALPS et la fonction cognitive dans les quatre cohortes, avec des âges allant de l'âge moyen à l'âge adulte plus avancé.
Danny JJ Wang, PhD, auteur principal de l'étude et professeur de neurologie et de radiologie et directeur de l'innovation technologique en imagerie à Stevens INI de la Keck School of Medicine
Wang et son équipe ont également analysé la progression des symptômes chez les participants à l'étude, trouvant une voie possible pour expliquer comment les problèmes glymphatiques conduisent à des troubles cognitifs. Leurs résultats constituent une cible pour les chercheurs cliniques cherchant à développer des traitements contre la démence vasculaire, a déclaré Wang, et pourraient également s'avérer utiles pour traiter les symptômes de la maladie d'Alzheimer.
Valider le biomarqueur
Le biomarqueur DTI-ALPS s'appuie sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour mesurer le mouvement de l'eau le long des espaces périvasculaires, des régions remplies de liquide autour des vaisseaux sanguins du cerveau qui constituent un élément clé du système glymphatique. Si les chercheurs détectent des changements dans le score DTI-ALPS, cela peut indiquer des dommages et suggérer que le système de traitement des déchets ne fonctionne pas comme il le devrait.
Dans la présente étude, Wang et son équipe ont analysé les IRM pour collecter une mesure du DTI-ALPS pour chaque participant. Ils ont comparé ces mesures au niveau de fonction exécutive de chaque personne, un score composite de cognition qui comprend la mémoire, l'attention, la planification, la régulation des émotions et d'autres capacités qui ont tendance à souffrir à mesure que la démence progresse.
Les chercheurs ont découvert que des scores DTI-ALPS inférieurs, indiquant des dommages au système glymphatique, étaient associés à une fonction exécutive moins bonne. Ce lien a été vérifié indépendamment dans quatre groupes de participants distincts : du consortium MarkVCID ; l'Université de Californie, Davis ; l'Université de Californie, San Francisco ; et la Framingham Heart Study, avec un total de 3 750 participants.
La validation indépendante du biomarqueur DTI-ALPS dans chacune des quatre cohortes fournit des preuves solides du rôle du système glymphatique dans la cSVD et la démence vasculaire, a déclaré Wang. La diversité raciale et ethnique des groupes de participants, ainsi que la tranche d'âge incluse (en moyenne entre 56 et 76 ans dans les cohortes) suggèrent également que les résultats sont robustes et peuvent être généralisés à une population de patients plus large.
Traitements de la démence vasculaire
Une fois que l’équipe a lié les problèmes de la fonction glymphatique au déclin de la fonction exécutive, elle est passée à la question suivante : pourquoi ? Pour en savoir plus, les chercheurs ont mené une analyse de médiation, qui étudie le processus ou le mécanisme reliant deux ou plusieurs variables. Dans ce cas, ils ont découvert qu'un autre biomarqueur, « l'eau libre » ou l'excès d'eau dans la substance blanche du cerveau, contribuait à expliquer le lien entre les problèmes glymphatiques et le déclin cognitif.
Dans cette voie potentielle, « la première élimination des déchets est altérée, ce qui provoque une accumulation d'eau libre dans la substance blanche du cerveau. Cela conduit à des lésions tissulaires et éventuellement à des troubles cognitifs », a déclaré le premier auteur de l'article, Xiaodan Liu, MD, PhD, un ancien chercheur postdoctoral à l'USC Stevens INI, aujourd'hui chercheur assistant en radiologie à l'Université de Californie à San Francisco.
Des recherches supplémentaires, y compris des travaux longitudinaux, sont nécessaires pour confirmer si chaque étape de ce parcours est causale. Mais les résultats de l'équipe indiquent que le biomarqueur du score DTI-ALPS pour la démence vasculaire est robuste et prêt à être utilisé dans des essais cliniques, a déclaré Wang.
Ces études pourraient explorer l’amélioration de la fonction glymphatique comme moyen de traiter la démence vasculaire. Les changements de mode de vie, comme faire plus d'exercice et améliorer la qualité du sommeil, sont un moyen d'y parvenir, a déclaré Wang, et de futures études pourraient également révéler des médicaments qui peuvent aider. Les résultats pourraient également fournir des indices sur la façon de traiter la maladie d'Alzheimer, qui a été associée à de faibles scores DTI-ALPS dans d'autres études.
À propos de cette recherche
Outre Wang, les autres auteurs de l'étude sont Xiaodan Liu, Xingfeng Shao et Kay Jann du Laboratoire de technologie IRMf, Mark et Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute, Keck School of Medicine de l'USC, Université de Californie du Sud ; Steven Cen et John M. Ringman du Département de neurologie, Keck School of Medicine de l'USC, Université de Californie du Sud ; Pauline Maillard et Charles S. DeCarli de l'Université de Californie à Davis ; Giuseppe Barisano de l'Université de Stanford ; Arvind Caprihan du Mind Research Network, Albuquerque, Nouveau-Mexique ; Hanzhang Lu de l'École de médecine de l'Université Johns Hopkins ; Konstantinos Arfanakis de l'Institut de technologie de l'Illinois et du centre médical de l'Université Rush, Chicago, Illinois ; Brian T. Gold de l'Université du Kentucky ; Sudha Seshadri, Claudia L. Satizabal et Mohamad Habes du Centre des sciences de la santé de l'Université du Texas à San Antonio, San Antonio, Texas ; Alexa S. Beiser de l'Université de Boston ; Joel H. Kramer et Lara Stables de l'Université de Californie à San Francisco ; Herpreet Singh, Kristin Schwab et Steven M. Greenberg du Massachusetts General Hospital, Boston, Massachusetts ; et Karl G. Helmer de la Harvard Medical School, du Massachusetts General Hospital et du Massachusetts Institute of Technology.
Ce travail a été soutenu par le National Institute of Neurological Disorders and Stroke et le National Institute on Aging, qui font partie des National Institutes of Health (U24NS100591, UH3NS100599, UH3NS100605, UH3NS100588, UH3NS100608, UH3NS100606, UH3NS100598 et UH3NS100614)
