Mesures IRM de la progression de la maladie pour les essais cliniques sur la PSP

Date de la dernière mise à jour : 24 octobre 2024

Auteurs : Simone P. Zehntner, Ph.D., Felix Carbonell, Ph.D., Jean-Phillipe Coutu, Ph.D., Alex P. Zijdenbos, Ph.D., BarryJ. Bedell, M.D., Ph.D., pour l’initiative de neuroimagerie de la tauopathie à 4 répétitions et l’initiative de neuroimagerie de la dégénérescence lobaire frontotemporale*

Principaux points à retenir

• Les mesures quantitatives de l'atrophie cérébrale dérivées des images IRM anatomiques peuvent faciliter le diagnostic différentiel de la paralysie supranucléaire progressive (PSP).
• Nous avons utilisé un « pipeline » de traitement d'images entièrement automatisé, conçu pour les essais cliniques, afin de calculer les volumes neuroanatomiques régionaux à partir d'images IRM 3D pondérées en T1 des participants à l'étude 4RTNI sur la paralysie supranucléaire progressive.
• Dans la cohorte de l'histoire naturelle de la PSP, nous avons constaté une atrophie cérébrale IRM statistiquement significative avec un schéma spatial spécifique.
• Notre approche nécessite des tailles d'échantillons nettement plus faibles pour évaluer la réduction de l'atrophie observée par rapport à d'autres outils d'analyse quantitative d'images.
• Notre approche permet de mieux comprendre l'atrophie cérébrale régionale dans la PSP et peut faciliter la détection précoce de traitements modificateurs de la maladie dans les essais cliniques sur la PSP.

La paralysie supranucléaire progressive (PSP) est une maladie neurodégénérative rare caractérisée par des troubles du mouvement, de l'équilibre, de la parole et des mouvements oculaires La PSP est considérée comme un syndrome parkinsonien atypique, partageant certaines caractéristiques cliniques avec la maladie de Parkinson, mais présentant également une pathologie distincte La PSP est une forme de tauopathie à quatre répétitions, caractérisée par l'accumulation anormale de la protéine tau dans le cerveau Cette accumulation entraîne une détérioration des neurones, en particulier dans le tronc cérébral.

Dans cette étude de recherche, nous avons utilisé notre pipeline de traitement d'images entièrement automatisé (PIANO™) pour améliorer notre compréhension des biomarqueurs de neuro-imagerie fiables qui peuvent fournir une voie vers un diagnostic précis et précoce de la PSP, ainsi que permettre l'évaluation rapide de nouvelles thérapies dans les essais cliniques.

Les données sur la PSP utilisées pour l'analyse proviennent de la base de données de la 4-Repeat Tauopathy Neuroimaging Initiative (4RTNI), tandis que les données sur les sujets témoins sains cognitivement normaux proviennent de la base de données de la Frontotemporal Lobar Degeneration Neuroimaging Initiative (FTLDNI). 59 participants atteints de PSP et 117 témoins sains ont été inclus dans l'analyse Tous les sujets ont été évalués par IRM lors des visites de référence, de suivi à 6 mois et de suivi à 12 mois, et les échelles d'évaluation clinique ont été évaluées à des intervalles similaires.

Nous avons effectué des mesures MRPI et MRPI 2.0, une analyse de la densité de matière grise par voxel, une analyse morphométrique basée sur la déformation (DBM) et une analyse volumétrique régionale. Nous avons également comparé nos résultats de PIANO™ à ceux de FreeSurfer, une plateforme largement utilisée pour l'analyse IRM par la communauté de la recherche universitaire. Nous avons effectué des calculs de taille d'échantillon à la fois à 6 et 12 mois pour toutes les mesures.

Lorsque l'IPMR et l'IPMR 2.0 ont été appliqués à la population PSP, les ratios de l'IPMR étaient significativement plus importants par rapport à d'autres tauopathies, telles que la dégénérescence corticobasale (CBD) et la démence frontotemporale (FTD). L'évolution dans le temps de la métrique planimétrique dans la population PSP a également clairement illustré l'atrophie significative qui se produit dans les régions du tronc cérébral.

L'évolution de la densité de matière grise par voxel sur une période de 12 mois a mis en évidence les changements rapides observés chez les sujets atteints de la PSP. L'analyse statistique des déterminants jacobiens au niveau du voxel a révélé une atrophie statistiquement significative dans l'ensemble du cervelet, du tronc cérébral et du thalamus, ainsi que l'expansion concomitante des ventricules et des sillons adjacents à l'insula chez les sujets atteints de la PSP.

Le tronc cérébral, le cervelet et les régions sous-corticales ont montré une réduction de volume de 2 à 4 % sur 12 mois, par rapport aux changements minimes observés dans les mêmes régions dans la population témoin en bonne santé. Les régions ventriculaires, sous-corticales et cérébelleuses ont montré une perte de volume très significative même à 6 mois.

Dès 6 mois après le début de l'étude, on estime qu'il faut moins de 50 sujets par bras pour observer une réduction de 60 % de l'atrophie cérébrale dans les ventricules latéraux, le troisième ventricule, le thalamus et le pallidum à l'aide de l'analyse volumétrique basée sur PIANO™. Ainsi, des aperçus relativement rapides de la progression de la maladie et des effets thérapeutiques potentiels peuvent être obtenus. Les calculs de la taille de l'échantillon basés sur le point temporel de 12 mois dérivé de FreeSurfer ont montré des exigences de taille d'échantillon considérablement plus élevées pour les mêmes volumes régionaux. De même, la mesure planimétrique du MRPI et du MRPI 2.0 a nécessité 2 à 3 fois la taille de l'échantillon par rapport aux évaluations du volume 3D du tronc cérébral basées sur le PIANO™.

Ce nouveau travail démontre que l'atrophie cérébrale progressive et régionale peut être évaluée efficacement à l'aide d'une analyse quantitative automatisée d'images RM avec des tailles d'échantillons raisonnables dans un délai relativement court. En tant que tels, ces biomarqueurs d'imagerie semblent prometteurs pour l'évaluation de l'efficacité des thérapeutiques potentielles de modification de la maladie dans le cadre d'essais cliniques multicentriques.

Points forts de la présentation

*Les données utilisées pour la préparation de cette présentation proviennent de la base de données (4RTNI) de l’Initiative de neuroimagerie de la tauopathie à 4 répétitions (https://4rtni-ftldni.ini.usc.edu) et de la base de données de l’Initiative de neuroimagerie de la dégénérescence lobaire frontotemporale (FTLDNI). Les chercheurs de 4RTNI et de FTLDNI ont contribué à la conception et à la mise en œuvre de 4RTNI et de FTLDNI et/ou ont fourni des données, mais n’ont pas participé à l’analyse ou à la rédaction de ce rapport.