Tauopathies et maladies rares Imagerie pour les essais cliniques

Les tauopathies sont un groupe de troubles neurodégénératifs caractérisés par une accumulation anormale de protéine tau dans le cerveau, entraînant un dysfonctionnement et une atrophie neuronaux .La maladie d'Alzheimer,la paralysie supranucléaire progressive, la démence fronto-temporale (DFT) et la dégénérescence corticobasale sont des exemples de tauopathies.

Les maladies rares sont souvent appelées maladies orphelines. La loi américaine sur les médicaments orphelins (Orphan Drug Act) définit une maladie rare comme une affection qui touche moins de 200,000 personnes aux États-Unis.

De nombreuses maladies rares qui affectent le cerveau présentent des caractéristiques visibles à l'IRM, telles que l'atrophie, des anomalies structurelles du développement (par exemple, un corps calleux fin) et des anomalies de la substance blanche, qui peuvent toutes s'aggraver progressivement avec le temps et éventuellement se stabiliser ou s'améliorer avec un traitement.

Il peut être difficile de recruter des personnes atteintes de maladies rares pour participer à des essais cliniques en raison de multiples facteurs. L'imagerie peut être utilisée comme biomarqueur pour améliorer les chances d'observer un effet du traitement sur une petite population dans un laps de temps relativement court.

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Biomarqueur: indicateur mesurable d'un état ou d'une condition biologique. Les biomarqueurs sont souvent utilisés en médecine et en recherche pour détecter ou surveiller la présence, la progression ou la gravité d'une maladie, ainsi que pour évaluer l'efficacité d'un traitement.

Atrophie cérébrale: réduction du volume ou de l'épaisseur de l'ensemble du cerveau ou de certaines régions du cerveau.

Déclin cognitif: diminution des fonctions cognitives, notamment de la mémoire, de la pensée et du raisonnement.

Dégénérescence corticobasale: maladie neurodégénérative rare qui se présente comme un syndrome parkinsonien atypique. La dégénérescence corticobasale touche le cortex cérébral et les noyaux gris centraux. La dégénérescence cort ic obasale est souvent diagnostiquée à tort comme une paralysie supranucléaire progressive en raison de la similitude de leurs symptômes. La paralysie supranucléaire progressive et la dégénérescence corticobasale sont toutes deux considérées comme des tauopathies avec des accumulations anormales de la protéine tau dans le cerveau.

Apprentissage profond: sous-ensemble de techniques d'apprentissage automatique qui utilisent des réseaux de neurones à plusieurs couches (réseaux de neurones profonds) pour analyser des modèles complexes dans les données.

Imagerie par tenseur de diffusion (DTI): technique d'IRM qui mesure la diffusion et la directionnalité de l'eau, générant des mesures de diffusivité moyenne, de diffusivité axiale, de diffusivité radiale et d'anisotropie fractionnelle.

Démence frontotemporale (DFT): groupe de troubles neurodégénératifs caractérisés par des lésions progressives des lobes frontaux et/ou temporaux du cerveau. Ces lésions entraînent divers symptômes pouvant inclure des changements de personnalité, de comportement et de capacités linguistiques. La DFT se distingue des autres types de démence, tels que la maladie d'Alzheimer, en ce qu'elle affecte souvent des individus plus jeunes (généralement âgés de 45 à 65 ans) et se manifeste par des changements précoces et importants dans le comportement social, les fonctions exécutives et le langage, plutôt que par une perte de mémoire. Les trois principaux sous-types de DFT sont la DFT variante comportementale (DFT-vc), l'aphasie primaire progressive variante non fluente (APV-nf) et l'aphasie primaire progressive variante sémantique (APV-ps)

Imagerie par résonance magnétique (IRM): modalité d'imagerie non invasive qui utilise des champs magnétiques et des impulsions de radiofréquence (RF) pour générer des images.

Spectroscopie par résonance magnétique (SRM): la SRM protonique (1H) est une technique d'imagerie non invasive qui utilise des champs magnétiques et des impulsions radiofréquence (RF) pour mesurer la composition chimique des tissus du corps, en particulier du cerveau. Contrairement à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) conventionnelle, qui génère des images détaillées des structures tissulaires,la MRS protonique (1H) se concentre sur la détection et la quantification de composés biochimiques spécifiques, appelés métabolites, dans un volume d'intérêt.   

Neurodégénérescence: processus complexe et multifactoriel entraînant la perte de neurones.

Neuroimagerie: processus de génération d'images des composants structurels et fonctionnels du système nerveux, à l'aide de techniques telles que l'IRM et la TEP.

Neuroinflammation: réponse inflammatoire au sein du système nerveux central (SNC), impliquant principalement l'activation des microglies et des astrocytes. Ce processus peut être déclenché par de nombreux facteurs, notamment les infections, les lésions cérébrales traumatiques, les métabolites toxiques et les maladies auto-immunes.    

Maladie de Parkinson (MP) :maladie neurodégénérative caractérisée par : (a) des symptômes liés au mouvement (moteurs), notamment des tremblements au repos, une bradykinésie, une rigidité et une instabilité posturale, liés à la perte de neurones dopaminergiques dans la substance noire ; et (b) des symptômes non moteurs, notamment de l'anxiété, une dépression, de l'apathie, des hallucinations, de la constipation, une hypotension orthostatique, des troubles du sommeil, une hyposmie/anosmie et des troubles cognitifs.    ​  

Tomographie par émission de positons (TEP): technique d'imagerie non invasive utilisée en diagnostic médical et en recherche pour visualiser et mesurer les processus métaboliques et moléculaires dans le corps. Les scanners TEP impliquent l'utilisation d'une petite quantité de traceur radioactif injecté. Les émissions du traceur sont collectées par les détecteurs du scanner TEP qui les utilisent pour créer des images tridimensionnelles détaillées de la distribution du traceur dans le corps. Les scanners TEP sont souvent combinés à la tomodensitométrie (TDM) ou à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour fournir à la fois des informations métaboliques/moléculaires et anatomiques, améliorant ainsi la précision du diagnostic et de la planification du traitement.  

Paralysie supranucléaire progressive: maladie neurodégénérative qui entre dans la catégorie des syndromes parkinsoniens atypiques. La présentation classique de la paralysie supranucléaire progressive comprend des symptômes affectant la marche, l'équilibre, les mouvements oculaires et la déglutition. Outre ces symptômes moteurs, des signes non moteurs, tels que des changements de comportement et un dysfonctionnement exécutif, sont également fréquents. La pré valence de la paralysie supranucléaire progressive varie, les estimations allant de 1,4 à 8,3 individus pour 100 000 (Ichikawa-Escamilla, 2024).

Région d'intérêt (ROI): sous-ensemble spécifique de données identifiées dans une image. Pour l'analyse volumétrique, les ROI correspondent aux structures neuroanatomiques et aux caractéristiques parcellaires.

Tomographie par émission monophotonique (SPECT): technique d'imagerie en médecine nucléaire qui fournit des informations tridimensionnelles sur la distribution de traceurs radioactifs dans le corps. Semblable à la TEP, la SPECT est une technique d'imagerie non invasive utilisée dans le diagnostic médical et la recherche pour visualiser et mesurer les processus métaboliques et moléculaires dans le corps. Les scanners SPECT impliquent l'utilisation d'une petite quantité de traceur radioactif injecté, les traceurs couramment utilisés étant le technétium-99m, l'iode-123 et le thallium-201. Les émissions du traceur sont collectées par les détecteurs du scanner SPECT, qui les utilisent pour créer des images tridimensionnelles détaillées de la distribution du traceur dans le corps.     

La protéine tau: une protéine qui joue un rôle crucial dans le maintien de la stabilité et de la fonction des neurones dans le cerveau. On la trouve principalement dans les neurones, où elle stabilise les microtubules, qui font partie du cytosquelette de la cellule. Les microtubules sont essentiels au maintien de la forme des cellules, au transport intracellulaire et à la division cellulaire. L'hyperphosphorylation de la protéine tau est évidente dans diverses maladies neurodégénératives, où les molécules anormalement phosphorylées entraînent le détachement de la protéine tau des microtubules. Ces protéines tau détachées peuvent s'agréger pour former des fibrilles insolubles, appelées enchevêtrements neurofibrillaires. Les maladies affectées par l'agrégation de la protéine tau sont appelées tauopathies et comprennent la maladie d'Alzheimer, la paralysie supranucléaire progressive, la démence frontotemporale (DFT) et la dégénérescence corticobasale.