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Publié le 2024-02-29. Des chercheurs américains ont mis au point une technique d’imagerie révolutionnaire permettant de mesurer le pouls des plus petits vaisseaux sanguins cérébraux, ouvrant de nouvelles perspectives pour la détection précoce de maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer.

• Pour la première fois, les scientifiques ont réussi à observer les pulsations rythmiques des microvaisseaux cérébraux chez des personnes vivantes.
• Cette avancée pourrait permettre d’identifier des indicateurs précoces du vieillissement cérébral et des maladies neurodégénératives.
• La méthode, non invasive, utilise l’imagerie par résonance magnétique à champ ultra élevé (IRM 7T).

Une équipe de l’Université de Californie du Sud (USC), plus précisément de l’Institut Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute, a réalisé cette percée scientifique. En utilisant une technique d’imagerie sophistiquée, ils ont pu capter une impulsion jusque-là insaisissable dans les vaisseaux sanguins les plus fins du cerveau. Cette découverte offre une nouvelle façon d’étudier les changements qui se produisent dans le cerveau au cours du vieillissement et pourrait aider à identifier les premiers signes de maladies neurodégénératives.

Selon les rapports publiés par ScienceQuotidien, l’équipe a développé une méthode non invasive pour mesurer la pulsation volumétrique de la microvascularisation cérébrale. Pour ce faire, ils ont utilisé l’imagerie par résonance magnétique à champ ultra élevé (IRM 7T). Ils ont ainsi identifié des variations rythmiques dans les vaisseaux les plus fins au cours du cycle cardiaque.

Cette avancée, publiée dans Nature Cardiovascular Research, représente un progrès significatif car elle offre une alternative aux méthodes d’examen du cerveau des personnes âgées, souvent invasives ou complexes.

« Le pouls des artères du cerveau fonctionne comme une pompe naturelle, propulsant les fluides et aidant à éliminer les déchets », explique Danny JJ Wang, professeur de neurologie et de radiologie à l’USC. La méthode développée par les chercheurs a permis, pour la première fois, d’observer chez l’homme comment les volumes de ces petites artères varient en fonction de l’âge et des facteurs de risque vasculaire, tels que l’hypertension.

L’étude a révélé que l’intensité des pulsations augmente avec l’âge, un phénomène particulièrement marqué dans la matière blanche profonde, une région essentielle à la communication entre les différentes parties du cerveau, mais vulnérable aux troubles du flux sanguin.

La combinaison de l’âge avancé et de l’hypertension artérielle intensifie ce problème, suggérant un lien direct avec les troubles de la mémoire et l’apparition des premiers symptômes de la maladie d’Alzheimer. Selon les chercheurs, l’observation de la pulsatilité microvasculaire dans la substance blanche représente le lien manquant entre les dommages visibles sur les images des grosses artères et les signes microscopiques associés au vieillissement et à la maladie d’Alzheimer.

Des études antérieures avaient déjà établi un lien entre la raideur artérielle et les pulsations exagérées des gros vaisseaux et des maladies telles que la démence et les accidents vasculaires cérébraux. Cependant, il n’existait jusqu’à présent aucune méthode pour évaluer le comportement des microvaisseaux cérébraux sans recourir à des techniques invasives ou limitées aux expérimentations sur des animaux.

La percée a été réalisée en combinant deux approches d’imagerie avancées : l’occupation de l’espace vasculaire (VASO) et le marquage par inversion artérielle (ASL). Ainsi, les auteurs ont suivi, chez des personnes vivantes, les petites fluctuations de volume dans les microvascularisations du cerveau pendant le cycle cardiaque.

Les images ont révélé que les adultes plus âgés subissent des pulsations microvasculaires plus élevées que les adultes plus jeunes, et que ces pulsations sont encore plus fortes chez ceux qui souffrent d’hypertension artérielle.

Fanhua Guo, chercheur postdoctoral et premier auteur de l’étude, a déclaré que les résultats permettent de relier les informations fournies par les images de gros vaisseaux avec les dommages microscopiques constatés dans le vieillissement et la maladie d’Alzheimer.

Les scientifiques soulignent également la possible influence négative des pulsations vasculaires excessives sur le système glymphatique, un réseau qui aide à éliminer les déchets neuronaux, notamment la protéine bêta-amyloïde, impliquée dans la progression de la maladie d’Alzheimer.

Selon l’équipe de l’USC, lorsque ces pulsations s’intensifient anormalement, elles peuvent perturber la circulation des liquides dans le cerveau et accélérer la perte des capacités cognitives. Le contrôle de ces altérations pourrait offrir de nouvelles opportunités pour identifier les cas de déficience cognitive à un stade précoce et agir avant que les dommages ne soient irréversibles.

Arthur W. Toga, directeur du Stevens INI, a déclaré que la possibilité de mesurer les pulsations des microvaisseaux cérébraux chez des patients vivants représente une avancée majeure pour la recherche et la pratique médicales. Il estime que cette technologie a le potentiel d’améliorer le diagnostic précoce, le suivi et le traitement des maladies neurodégénératives, ainsi que l’orientation des stratégies préventives chez les personnes à risque.

Les chercheurs envisagent d’adapter cette technique aux résonateurs magnétiques de 3 Tesla, plus courants dans les hôpitaux et les cliniques. Ils prévoient également d’évaluer dans de futures études si la mesure de la pulsatilité volumétrique dans les microvaisseaux prédit les changements cognitifs et si elle peut servir de biomarqueur pour anticiper et prévenir la maladie d’Alzheimer. Ils souhaitent également explorer des applications possibles dans d’autres maladies neurovasculaires.

L’étude a été menée par Danny JJ Wang, Fanhua Guo, Chenyang Zhao, Qinyang Shou, Kay Jann et Xingfeng Shao, ainsi que Ning Jin de Siemens Healthcare. Les travaux ont reçu un financement des National Institutes of Health des États-Unis.