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 de l’IRM anatomique peuvent faciliter le diagnostic différentiel de la paralysie supranucléaire progressive (PSP).
• Nous avons utilisé un « pipeline » de traitement d’images entièrement automatisé spécialement conçu pour les essais cliniques pour le calcul des volumes neuroanatomiques régionaux à partir d’images IRM 3D pondérées en T1 des participants à l’étude 4RTNI.
• Dans la cohorte d’histoire naturelle PSP, nous avons trouvé une atrophie cérébrale par IRM statistiquement significative avec un modèle spatial spécifique.
• Notre approche nécessite des tailles d’échantillon considérablement plus petites pour évaluer la réduction de l’atrophie observée par rapport à d’autres outils d’analyse d’images quantitatives.
• Notre approche fournit des informations sur l’atrophie cérébrale régionale dans la PSP et pourrait faciliter des lectures plus précoces des traitements modificateurs de la maladie dans les essais cliniques de la PSP.

La paralysie supranucléaire progressive (PSP) est une maladie neurodégénérative rare caractérisée par des difficultés de mouvement, d’équilibre, d’élocution et de mouvements oculaires. La PSP est considérée comme un syndrome parkinsonien atypique, partageant certaines caractéristiques cliniques avec la maladie de Parkinson, mais ayant 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 neuronale, en particulier dans le tronc cérébral.

Dans cette étude, nous avons utilisé notre pipeline de traitement d’images entièrement automatisé (PIANO)™ pour améliorer notre compréhension des biomarqueurs de neuroimagerie fiables qui pourraient ouvrir la voie à un diagnostic précis et précoce de la PSP, ainsi que permettre l’évaluation rapide de nouvelles thérapies dans les essais cliniques.

Les données PSP utilisées pour l’analyse ont été obtenues à partir de la base de données de l'initiative de neuroimagerie de la tauopathie à 4 répétitions (4RTNI), tandis que les données des sujets de contrôle sain (HC) cognitivement normaux ont été obtenues à partir de la base de données de l’Initiative de neuroimagerie de la dégénérescence lobaire frontotemporale. 59 participants PSP et 117 participants témoins sains ont été inclus dans l’analyse. Tous les sujets ont été évalués par IRM au départ, lors des visites de suivi à 6 mois et à 12 mois, avec des échelles d’évaluation clinique évaluées à des intervalles similaires.

Nous avons effectué des mesures MRPI et MRPI 2.0,une analyse de la densité de la matière grise par rapport à oxelwise, une analyse de morphométrie basée sur la déformation (DBM) et une analyse volumétrique régionale. Nous avons également comparé les résultats de PIANO™ à ceux de FreeSurfer, une plateforme largement utilisée pour l’analyse IRM par la communauté de la recherche universitaire. Pour toutes les mesures, nous avons calculé la taille de l’échantillon en fonction de la variation sur 6 et 12 mois.

Lorsque l’IRM et l’IPM 2.0 ont été appliqués à la population PSP, les rapports IPM étaient significativement plus élevés par rapport à d’autres tauopathies, telles que la dégénérescence corticobasale (CBD) et la démence frontotemporale (DFT). L’évolution au fil du 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.

Les changements de densité de matière grise par voxel sur une période de 12 mois ont mis en évidence les changements rapides apparents chez les sujets PSP. L’analyse statistique des déterminants jacobiens voxéliques a révélé une atrophie statistiquement significative dans le cervelet, le tronc cérébral et le thalamus, ainsi que l’expansion concomitante des ventricules et des sillons adjacents à l’insula chez les sujets 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 de la population témoin en bonne santé. Les régions ventriculaire, sous-corticale et cérébelleuse ont montré une perte de volume très importante, même à 6 mois.

Dès 6 mois à partir du départ, on estimait que moins de 50 sujets par bras étaient nécessaires pour observer un ralentissement de 60 % de l’atrophie cérébrale observée dans les ventricules latéraux, le troisième ventricule, le thalamus et le pallidum à l’aide de l’analyse volumétrique basée sur PIANO™. Ainsi, il est possible d’obtenir des informations relativement rapides sur la progression de la maladie et les effets thérapeutiques potentiels. Les calculs de la taille de l’échantillon basés sur la variation sur 12 mois par rapport aux volumes de référence dérivés de FreeSurfer ont montré des exigences de taille d’échantillon nettement plus élevées pour les mêmes volumes régionaux. De même, la mesure planimétrique de l’IRMP et de l’IRMP 2.0 nécessitait une taille d’échantillon 2 à 3 fois supérieure à celle des évaluations volumiques 3D du tronc cérébral basées sur 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 IRM avec des échantillons de taille raisonnable sur une période relativement courte. En tant que tels, ces biomarqueurs d’imagerie semblent prometteurs pour l’évaluation de l’efficacité des traitements modificateurs de la maladie présumés dans les 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 (http://4rtni-ftldni.ini.usc.edu) et de la base de données de l’Initiative de neuroimagerie de la dégénérescence lobaire frontotemporale (FTLDNI) (http://4rtni-ftldni.ini.usc.edu/ ). 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.