La sclérose en plaques (SEP) est une maladie neurologique qui entraîne généralement une invalidité permanente. Environ 2,9 millions de personnes sont touchées dans le monde, dont environ 15 000 rien qu’en Suisse. Une caractéristique clé de la maladie est que le système immunitaire du patient attaque et détruit les gaines de myéline du système nerveux central. Ces revêtements protecteurs isolent les fibres nerveuses, à l’instar du revêtement plastique d’un fil de cuivre. Les gaines de myéline garantissent que les impulsions électriques sont transmises rapidement et efficacement d’une cellule nerveuse à l’autre. S’ils sont endommagés ou amincis, des problèmes irréversibles de vision, d’élocution et de coordination peuvent survenir.
Cependant, il n’est pas encore possible d’obtenir une image suffisamment précise des gaines de myéline pour utiliser ces informations pour le diagnostic et la surveillance de la SEP. Des chercheurs de l’ETH Zurich et de l’Université de Zurich dirigés par Markus Weiger et Emily Baadsvik de l’Institut de génie biomédical ont développé une nouvelle procédure d’imagerie par résonance magnétique (IRM) qui cartographie l’état des gaines de myéline plus précisément qu’auparavant. Les chercheurs ont testé avec succès pour la première fois la procédure sur des personnes en bonne santé.
À l’avenir, le système d’IRM, doté d’un scanner crânien spécial, pourrait aider les médecins à détecter la SEP à un stade précoce et à mieux suivre l’évolution de la maladie. La technologie pourrait également faciliter le développement de nouveaux médicaments contre la SEP. Mais ce n’est pas tout : la nouvelle méthode d’IRM pourrait également être utilisée par les chercheurs pour mieux visualiser d’autres types de tissus solides tels que le tissu conjonctif, les tendons et les ligaments.
Cartes quantitatives de la myéline
Les appareils IRM conventionnels ne capturent que des images indirectes et inexactes des gaines de myéline. En effet, la plupart de ces appareils réagissent aux molécules d’eau du corps qui sont stimulées par les ondes radio dans un champ magnétique puissant. Mais les gaines de myéline, qui recouvrent les fibres nerveuses en plusieurs couches, sont principalement constituées de tissu adipeux et de protéines. Cependant, une certaine quantité d’eau – appelée eau de myéline – est emprisonnée entre ces couches. Les IRM standard créent leurs images principalement sur la base des signaux provenant des atomes d’hydrogène présents dans cette eau de myéline, plutôt que d’imager directement les gaines de myéline.
La nouvelle méthode IRM des chercheurs de l’ETH résout ce problème et mesure directement la teneur en myéline. Il s’agit d’insérer des valeurs numériques dans les images IRM du cerveau pour montrer la quantité de myéline présente dans une zone particulière par rapport à d’autres zones de l’image. Par exemple, un chiffre 8 signifie que la teneur en myéline à ce stade ne représente que 8 % d’une valeur maximale de 100, ce qui indique un amincissement significatif des gaines de myéline. Fondamentalement, plus la zone est sombre et plus le nombre sur l’image est petit, plus les gaines de myéline sont réduites. Ces informations visent à permettre aux médecins de mieux évaluer la gravité et la progression de la SEP.
Mesurer les signaux en quelques millionièmes de seconde
Cependant, il est difficile d’imager directement les gaines de myéline. Les signaux que l’IRM déclenche dans les tissus sont de très courte durée ; Les signaux provenant de l’eau de myéline durent beaucoup plus longtemps. « Pour faire simple, les atomes d’hydrogène dans le tissu de myéline se déplacent moins librement que ceux dans l’eau de myéline. Cela signifie qu’ils produisent des signaux beaucoup plus courts qui disparaissent au bout de quelques microsecondes », explique Weiger, ajoutant : « Et si vous considérez qu’une microseconde est un… » Un millionième de seconde, c’est en effet un temps très court. Le scanner IRM ne peut pas capturer ces signaux fugaces car il n’effectue pas les mesures assez rapidement.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont utilisé un scanner de tête IRM spécialement adapté, développé en collaboration avec les sociétés Philips et Futura au cours des dix dernières années. Ce scanner se caractérise par un gradient de champ magnétique particulièrement fort. “Plus la modification de l’intensité du champ magnétique générée par les trois bobines du scanner est importante, plus les informations sur la position des atomes d’hydrogène peuvent être enregistrées rapidement”, explique Baadsvik.
Créer une pente aussi raide nécessite une conception actuelle et sophistiquée. Comme les chercheurs scannent uniquement la tête, le champ magnétique est plus limité et concentré qu’avec les appareils conventionnels. De plus, le système peut passer rapidement de la transmission d’ondes radio à la réception de signaux ; Pour cela, les chercheurs et leurs partenaires industriels ont développé un circuit spécial.
Les chercheurs ont déjà testé avec succès leur méthode d’IRM sur des échantillons de tissus provenant de patients atteints de SEP et sur deux personnes en bonne santé. Ils souhaitent ensuite le tester eux-mêmes sur des patients atteints de SEP. La question de savoir si le nouveau scanner de tête IRM trouvera sa place dans les hôpitaux à l’avenir dépend désormais de l’industrie médicale. «Nous avons montré que notre processus fonctionne», déclare Weiger. « Il appartient désormais aux partenaires industriels de le mettre en œuvre et de le commercialiser. »