L'inflammation chronique du cerveau est liée à une gamme de maladies cérébrales dégénératives de plus en plus courantes, telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson. Les preuves suggèrent que la neuroinflammation contribue à la progression et à l'aggravation de ces maladies.
Cependant, l'outil de diagnostic actuel utilisé pour surveiller l'inflammation cérébrale, la tomographie par émission de positrons (TEP), implique des rayonnements ionisants, ce qui peut augmenter le risque de développer un cancer chez le patient. La dose de rayonnement délivrée rend également impossible la réalisation d'études de recherche longitudinales ou la répétition de tests pendant les traitements. En tant que tel, il est nécessaire de développer une modalité d'imagerie efficace qui n'aggravera pas l'état des patients atteints de neuroinflammation.
Des chercheurs d'Alicante, en Espagne, ont mis au point une méthode non invasive pour visualiser l'inflammation cérébrale à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique pondérée en diffusion (DW-MRI). L'équipe, dirigée par Silvia De Santis ainsi que Canaux de Santiago de l'institut des neurosciences, un centre conjoint du Conseil supérieur de la recherche espagnol (CSIC) et de l'Université Miguel Hernández (UMH), a conçu une série de séquences d'acquisition de données IRM et de modèles mathématiques pour détecter les changements dans l'activation de deux types de cellules cérébrales associées à l'inflammation neurale : les astrocytes et la microglie.
DW-MRI permet la collecte d'images à partir de microstructures dans le cerveau avec une haute résolution en utilisant le mouvement aléatoire des molécules d'eau dans le tissu cérébral. La plupart des recherches précédentes sur l'utilisation de l'IRM DW se sont concentrées sur la substance blanche et les axones du cerveau, mais pour étudier l'inflammation chronique, les chercheurs se sont intéressés à l'imagerie de la matière grise du cerveau.
Pour se concentrer sur les astrocytes et la microglie, si importants, ils ont donc dû adapter et concevoir des séquences DW-MRI avancées, à utiliser en combinaison avec des modèles mathématiques basés sur la connaissance biologique des tissus fonctionnels du cerveau.
Les scientifiques ont testé leur modèle sur des rats, en utilisant une technique établie pour induire une inflammation (administration de lipopolysaccharide), qui active d'abord la microglie, suivie d'une réponse retardée des cellules astrocytes, permettant une enquête indépendante sur les deux types de cellules. Les IRM ont montré une spécificité à la fois pour l'activation microgliale et astrocytaire dans la matière grise in vivo.
Deuxièmement, les chercheurs ont utilisé la méthode chez des participants humains dans une expérience de preuve de concept, en scannant six volontaires sains à cinq reprises. Ils ont constaté que le modèle de densité de cellules microgliales était significativement corrélé avec le paramètre IRM de la fraction de bâton. Les résultats mettent en évidence la capacité du modèle à détecter les biomarqueurs gliaux et la reproductibilité confirmée entre les sessions de numérisation.
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Les chercheurs espèrent que leurs travaux permettront une meilleure caractérisation de la microstructure des tissus cérébraux lors de l'inflammation, avec une résolution plus élevée et la possibilité d'une étude longitudinale sans dose de rayonnement ionisant. Ils pensent que cela pourrait transformer le diagnostic et le suivi du traitement des nombreuses maladies associées à une réponse gliale inflammatoire.
La recherche est publiée dans Science Advances.
