La maladie d’Alzheimer est généralement diagnostiquée en fonction des symptômes, par exemple lorsqu’une personne présente des signes de perte de mémoire et des difficultés à penser. Jusqu’à présent, les scintigraphies cérébrales IRM ne se sont pas avérées utiles pour un diagnostic précoce dans la pratique clinique. De tels scanners peuvent révéler des signes de rétrécissement du cerveau dû à la maladie d’Alzheimer, mais les signes ne deviennent indubitables que tardivement au cours de la maladie, longtemps après que le cerveau a été considérablement endommagé et que la plupart des gens ont été diagnostiqués par d’autres moyens.
Mais une nouvelle recherche de la Washington University School of Medicine à St. Louis montre qu’une analyse mathématique des données obtenues avec une nouvelle approche IRM peut identifier les dommages aux cellules cérébrales chez les personnes aux premiers stades de la maladie d’Alzheimer, avant que le rétrécissement des tissus ne soit visible sur les IRM traditionnelles et avant des symptômes cognitifs apparaissent.
Cela pourrait être une nouvelle façon d’utiliser l’IRM pour diagnostiquer les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer avant qu’elles ne développent des symptômes. La technique ne prend que six minutes pour acquérir des données et peut être mise en œuvre sur des scanners IRM qui sont déjà utilisés dans le monde entier pour le diagnostic des patients et les essais cliniques. »
Dmitriy Yablonskiy, PhD, auteur principal, professeur de radiologie, Institut de radiologie Mallinckrodt de l’Université de Washington
Publiée dans le Journal of Alzheimer’s Disease, l’étude s’appuie sur une nouvelle technique d’IRM quantitative Gradient Echo (qGRE) développée dans le laboratoire Yablonskiy pour montrer les zones cérébrales qui ne fonctionnent plus en raison d’une perte de neurones sains.
« En utilisant cette technique chez des patients atteints de la maladie d’Alzheimer, nous avons découvert des zones cérébrales qui semblent normales sur l’IRM traditionnelle mais qui semblent sombres sur les images qGRE, que nous attribuons à une neurodégénérescence importante », a déclaré Satya VVN Kothapalli, PhD, chercheur en radiologie et premier auteur de l’étude. « Nous les appelons ‘matière noire’. »
Alors que l’IRM traditionnelle est capable de montrer où les zones endommagées du cerveau ont diminué de volume, la technique qGRE va encore plus loin en détectant la perte de neurones qui précède le rétrécissement du cerveau et le déclin cognitif.
La maladie d’Alzheimer se développe lentement au cours de deux décennies ou plus avant que les symptômes n’apparaissent. D’abord, la protéine bêta-amyloïde du cerveau s’accumule en plaques dans le cerveau, puis une autre protéine du cerveau – tau – fusionne en enchevêtrements et les neurones commencent à mourir. Enfin, l’atrophie tissulaire devient visible sur les IRM cérébrales et des symptômes cognitifs apparaissent. Les personnes aux premiers stades de la maladie peuvent être identifiées via des scintigraphies cérébrales amyloïdes-PET ou en testant l’amyloïde dans le sang ou le liquide céphalo-rachidien qui entoure le cerveau et la moelle épinière, mais ces tests ne fournissent pas d’informations sur les dommages neuronaux.
L’étude a impliqué 70 personnes âgées de 60 à 90 ans qui ont été recrutées par le Centre de recherche sur la maladie d’Alzheimer Charles F. et Joanne Knight (Knight ADRC). Les participants ont effectué des tests cliniques et cognitifs approfondis pour évaluer leur niveau de déficience cognitive. Le groupe de participants comprenait des personnes sans déficience cognitive ainsi que des personnes présentant des déficiences très légères, légères ou modérées.
Chaque participant a subi soit une scintigraphie cérébrale TEP, soit une ponction lombaire pour évaluer la quantité de plaques amyloïdes dans son cerveau. Ils ont également subi des IRM cérébrales.
Les chercheurs ont appliqué la technique d’IRM qGRE pour scanner l’hippocampe, le centre de la mémoire du cerveau et l’une des premières régions cérébrales touchées par la maladie d’Alzheimer. Les résultats ont montré que l’hippocampe contenait souvent une section de tissu viable avec des neurones relativement préservés et une zone morte de matière noire pratiquement dépourvue de neurones sains.
Ces zones de matière noire étaient présentes chez les personnes testées positives pour l’amyloïde mais qui ne présentaient pas encore de symptômes, et elles se sont agrandies à mesure que la maladie progressait. Par rapport aux mesures IRM traditionnelles de l’atrophie cérébrale, les biomarqueurs de la matière noire étaient bien mieux corrélés avec les scores cognitifs individuels de la démence très légère à modérée.
L’étude s’appuie sur et corrobore les résultats de la recherche sur la maladie d’Alzheimer qui a eu lieu à l’Université de Washington il y a plus de deux décennies, lorsque la maladie d’Alzheimer n’a été officiellement diagnostiquée que par autopsie.
En 2001, John C. Morris, MD, professeur émérite de neurologie Harvey A. et Dorismae Hacker Friedman et directeur du Knight ADRC, a mené une étude qui a examiné le tissu cérébral de patients décédés de la maladie d’Alzheimer et a découvert que les régions cérébrales endommagées avaient commencé à perdre des neurones sains bien avant que la maladie n’entraîne une perte importante de volume cérébral dans ces zones.
Puis, au début des années 2000, Tammie LS Benzinger, MD, PhD, professeur de radiologie et de neurochirurgie, et directrice des études d’imagerie du Knight ADRC, a été parmi les pionniers de l’Institut de radiologie de Mallinckrodt à utiliser des scanners cérébraux TEP ciblés contre l’amyloïde bêta comme outil de détection de la maladie d’Alzheimer.
Dans l’étude actuelle, également co-écrite par Morris et Benzinger, les chercheurs ont documenté la même relation entre la perte neuronale et les symptômes d’Alzheimer en utilisant la technique d’IRM qGRE non invasive chez des patients vivants.
En collaboration avec le co-auteur Richard Perrin, MD, PhD, professeur agrégé de pathologie et d’immunologie, l’équipe de recherche a également confirmé cette relation au microscope en examinant des tissus cérébraux qui ont été donnés après le décès d’un participant à l’étude. L’examen post-mortem a montré que la perte neuronale dans l’hippocampe dépasse en fait la perte de volume tissulaire et que ces changements sont bien reflétés dans les mesures IRM de la matière noire.
Yablonskiy et ses collègues font partie des nombreux chercheurs qui recherchent actuellement un test peu coûteux et facilement accessible pour la maladie d’Alzheimer comme alternative aux scanners cérébraux TEP coûteux et aux ponctions lombaires invasives désormais utilisées dans les milieux de recherche pour évaluer la présence et la progression de la maladie.
Un tel test, en particulier un test qui peut identifier les personnes à des stades très précoces de la maladie, donnerait un énorme coup de pouce à la recherche sur la maladie d’Alzheimer, réduisant considérablement le coût et le temps nécessaires pour dépister les patients pour les essais cliniques, stimulant ainsi le développement de nouveaux traitements.
Alors que les chercheurs sur la maladie d’Alzheimer continuent de rechercher des traitements médicamenteux pour la maladie, la plupart s’accordent à dire que le succès du traitement dépendra d’une détection précoce et de la recherche de moyens d’éviter les lésions cérébrales avant les stades ultérieurs de la maladie d’Alzheimer.
Bien que la TEP et les ponctions lombaires continuent de jouer un rôle important dans la recherche sur la maladie d’Alzheimer, les deux ont des limites qui empêchent leur utilisation généralisée comme outil de dépistage des premiers signes de la maladie.
Les scanners cérébraux TEP sont toujours la référence pour détecter les signes de la maladie d’Alzheimer, mais les machines sont chères et rarement disponibles pour le diagnostic de routine des patients, et encore moins pour le dépistage clinique généralisé. Les TEP nécessitent également l’injection d’un traceur radioactif pour l’imagerie cérébrale.
Au fur et à mesure que la maladie d’Alzheimer progresse, elle peut être détectée en testant les protéines tau dans le liquide céphalo-rachidien, mais l’échantillonnage nécessite une ponction lombaire qui peut être trop invasive pour être utilisée comme outil de dépistage général, en particulier pour les personnes qui ne présentent aucun symptôme.
Une autre option prometteuse pour le dépistage de la maladie d’Alzheimer – également en cours de développement à l’Université de Washington – est un test sanguin non invasif et relativement peu coûteux qui s’est avéré très précis pour détecter les premiers signes de la maladie d’Alzheimer. Une version commerciale du test sanguin est récemment devenue disponible pour les médecins aux États-Unis et en Europe, mais elle n’est pas encore couverte par l’assurance maladie.
Bien que chaque approche de test ait ses propres forces et faiblesses, la technique d’IRM qGRE pourrait être adoptée rapidement car elle est basée sur une technologie d’IRM largement disponible dans le monde, est non invasive et peut être réalisée sans l’utilisation de traceurs radioactifs.
« Notre test qGRE offre un grand potentiel en tant qu’outil de diagnostic précoce pour le stade préclinique de la maladie d’Alzheimer, offrant ainsi une large fenêtre d’intervention thérapeutique », a déclaré Yablonskiy. « Il a également un grand potentiel en tant que technique d’IRM non invasive disponible dans un cadre clinique conventionnel pour le dépistage généralisé nécessaire pour amener les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer au stade précoce aux essais cliniques de médicaments. »
