Des chercheurs ont combiné l’imagerie par fluorescence et phosphorescence pour mesurer simultanément le métabolisme cellulaire et la tension en oxygène dans le cerveau de souris atteintes de la maladie d’Alzheimer, révélant en octobre 2026 une baisse d’oxygène vasculaire liée à des dysfonctionnements mitochondriaux.
L’imagerie simultanée mesure le métabolisme
Comprendre comment le cerveau produit et consomme de l’énergie reste l’un des plus grands casse-têtes de la recherche sur la maladie d’Alzheimer. Si les mitochondries — ces structures qui alimentent les cellules — dysfonctionnent souvent dans le cadre de la pathologie, les variations de la circulation sanguine et de la disponibilité en oxygène pèsent également lourdement sur les tissus cérébraux. Pourtant, ces deux mécanismes sont le plus souvent étudiés séparément.
Pour combler cette lacune, l’équipe a fusionné deux technologies d’imagerie par double photon. D’un côté, la microscopie par imagerie de durée de vie de fluorescence, ou FLIM, suit une molécule naturelle impliquée dans la production d’énergie cellulaire, le NAD(P)H. De l’autre, la microscopie par imagerie de durée de vie de phosphorescence, ou PLIM, utilise une sonde sensible à l’oxygène pour estimer la pression partielle d’oxygène dans le réseau vasculaire.
Cette synchronisation de précision permet de capturer à la fois le métabolisme et la tension en oxygène sur des animaux vivants au repos.
Des contrastes marqués opposent souris saines et malades
Les cortices des souris atteintes affichent une fraction de NAD(P)H liée aux protéines plus élevée, ce qui traduit une altération de l’activité métabolique mitochondriale. En parallèle, la pression partielle d’oxygène dans le réseau vasculaire cortical se révèle plus faible que chez les animaux témoins.
Les observations en laboratoire mettent en évidence des divergences nettes entre les sujets sains et les modèles murins d’Alzheimer.
Selon les chercheurs, cette diminution de l’oxygène vasculaire indique une consommation accrue au sein des tissus touchés. Un co-auteur de l’étude souligne la portée de ces observations conjointes.
« Prises dans leur ensemble, ces observations suggèrent que les modifications du métabolisme énergétique cellulaire et de l’utilisation de l’oxygène peuvent être détectées simultanément dans le cerveau vivant d’une souris atteinte de la maladie d’Alzheimer », a déclaré un co-auteur de l’étude, avant d’ajouter : « Ce lien est important car le dysfonctionnement mitochondrial et l’altération de l’oxygénation cérébrale ont tous deux été impliqués dans la maladie d’Alzheimer, bien qu’ils soient souvent étudiés séparément. »
L’imagerie explore les modèles animaux
Ces travaux, publiés dans la revue Neurophotonics, offrent un cadre d’imagerie inédit pour analyser l’évolution conjointe du métabolisme et de l’oxygénation. Toutefois, les scientifiques rappellent que ces résultats proviennent d’un modèle animal. Ils ne confirment pas formellement que des profils métaboliques et oxygénés identiques se manifestent chez l’humain atteint de la maladie d’Alzheimer.
Parallèlement à ces recherches sur l’imagerie optique, d’autres axes explorent les biomarqueurs précoces de la maladie, à l’instar des analyses sur l’adaptation olfactive et les taux plasmatiques de p-tau217 menées auprès de 168 participants.
Comment ces altérations de l’oxygénation observées chez la souris se traduisent-elles précisément le long du continuum pathologique humain ?