Biomarqueurs morphologiques basés sur la surface des structures cérébrales sous-corticales pour le suivi et la prédiction des signes caractéristiques de la maladie d'Alzheimer
Détecter les premiers signes de la maladie d'Alzheimer grâce à de légères modifications de la forme du cerveau
Section 1
Points clés
La forme des structures sous-corticales permet une quantification précise de l’atrophie cérébrale dans le cadre d’un trouble cognitif léger (MCI).
La forme de l’hippocampe est un biomarqueur sensible permettant de suivre l’évolution longitudinale de l’atrophie dans le MCI.
Les modifications morphologiques de l’hippocampe peuvent constituer un biomarqueur efficace reflétant avec précision les associations fortes avec le SUVR de la protéine Tau en TEP.
La forme de l’hippocampe est un biomarqueur sensible capable de prédire l’augmentation du SUVR de la protéine Tau en TEP dans l’hippocampe lui-même et dans le cortex entorhinal.
La forme de l’hippocampe et de l’amygdale reflète de fortes associations avec les biomarqueurs du LCR et du plasma liés à la pathologie de la MA et à la neurodégénérescence.
Les régions cérébrales sous-corticales, telles que l’hippocampe et l’amygdale, jouent un rôle essentiel dans diverses fonctions cognitives, émotionnelles et motrices. L’atrophie observée dans la maladie d’Alzheimer (MA) et d’autres maladies neurodégénératives est généralement évaluée à l’aide de mesures volumétriques de ces structures sous-corticales. L’atrophie étant généralement détectée à des stades avancés de la progression de la MA, les changements subtils liés à la maladie, qu’il s’agisse de la forme, des plis corticaux ou de la déformation de la surface des structures sous-corticales, sont mieux mis en évidence par l’application de techniques d’analyse morphologique de la forme.
Dans la présente étude, nous avons appliqué une analyse morphologique de la forme de surface afin de caractériser les évolutions longitudinales des structures sous-corticales dans la maladie d’Alzheimer. À cette fin, nous avons utilisé une métrique de forme locale estimée à partir des déformations non linéaires qui mesurent le déplacement spatial des surfaces externes individuelles des régions sous-corticales par rapport à un modèle anatomique de référence. Nous avons également utilisé cette métrique basée sur la surface pour établir des associations et effectuer des prédictions hors échantillon d’autres biomarqueurs de la MA, issus ou non de l’imagerie, tels que l’accumulation de protéine tau mesurée par imagerie TEP, ainsi que des biomarqueurs du LCR et du plasma.
Nos résultats ont révélé que les déformations locales de la forme des structures sous-corticales, telles que l’hippocampe, constituent un biomarqueur sensible permettant de suivre l’évolution longitudinale des changements morphologiques anatomiques dans le trouble cognitif léger (MCI). Nous avons également montré que les déformations de surface de l’hippocampe et de l’amygdale sont fortement corrélées à d’autres signes caractéristiques de la maladie d’Alzheimer (MA), notamment l’accumulation précoce de protéine tau dans le cortex entorhinal et les biomarqueurs liquides anormaux de la pathologie Aβ et de la neurodégénérescence. Enfin, nous avons également élaboré des modèles prédictifs qui ont permis de reproduire avec précision les mesures SUVR de la protéine tau observées par TEP, ce qui suggère la possibilité d’utiliser les données IRM anatomiques pondérées en T1 comme substitut de la TEP à la protéine tau pour la sélection des participants éligibles dans les essais cliniques portant sur des traitements modificateurs de la maladie.
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