Techniques d'imagerie avancées pour comprendre le transport de fluide interstitiel intracrânien dans la santé et la maladie

L’interstitium est un espace rempli de fluide qui existe entre une barrière structurelle telle qu’une paroi cellulaire. Le fluide dans cet espace est constitué de liquide interstitiel (LSI). Ce liquide se déplace dans les espaces entre les cellules du tissu pour délivrer ou « faire circuler » les nutriments et éliminer les déchets cellulaires. Dans la plupart des organes du corps, des vaisseaux spéciaux tels que les lymphatiques, aident à éliminer le liquide interstitiel accumulé. Le cerveau, qui manque de lymphatique, constitue une exception importante à cette règle. À sa place, des canaux « paravasculaires » qui entourent les vaisseaux sanguins du cerveau permettent au liquide interstitiel d’être transporté hors de l’interstitium. Ces canaux « paravasculaires » permettent au liquide interstitiel de se mélanger ou d’échanger avec le liquide céphalorachidien (LCR) qui entoure le cerveau. Ce mode de transport utilise le système « glymphatique », dont il a été démontré qu’il joue un rôle essentiel dans le fonctionnement neurologique normal, notamment en fournissant des voies d’élimination des déchets cellulaires solubles. Par exemple, il a été démontré qu’une altération de la fonction glymphatique entraîne une accumulation de protéines neurotoxiques dans le cerveau chez des modèles animaux de la maladie d’Alzheimer.

Des études sur le développement du système glymphatique suggèrent qu’il se forme sous l’influence des vaisseaux sanguins sous-jacents, couplant les canaux glymphatiques au système cérébrovasculaire. L’objectif ici est de développer des techniques avancées d’imagerie par résonance magnétique (IRM) qui permettent de mesurer la fonction glymphatique chez les patients, et aussi d’évaluer l’intégrité de leurs vaisseaux sanguins. En outre, une population spéciale de patients chez qui on a diagnostiqué une télangiectasie hémorragique héréditaire (THH), qui est une maladie génétique provoquant des fuites de vaisseaux sanguins, sera étudiée pour aider à caractériser la relation entre la fonction glymphatique et le système cérébrovasculaire.

Trois projets seront poursuivis dans le cadre de ce programme de recherche. Le premier utilisera des outils d’imagerie automatisés qui détectent les caractéristiques du dysfonctionnement du système glymphatique dans des images IRM standard appelées espaces périvasculaires élargis (EPVS). Le deuxième projet utilisera une technique appelée imagerie par transfert de magnétisation (MTI) pour évaluer la fonction glymphatique en utilisant une molécule traceuse sûre qui peut être prise par voie orale. Le troisième projet utilisera une combinaison de deux types spécifiques de techniques d’IRM, l’imagerie par diffusion pondérée (DW) et le marquage du spin artériel (ASL), pour mesurer la fuite des vaisseaux sanguins du cerveau.

L’objectif de ce programme de recherche est d’établir des outils et des protocoles d’analyse d’imagerie clinique de pointe pour l’évaluation de la fonction du système glymphatique chez les patients atteints de troubles neurologiques. La combinaison de ces techniques permettra d’évaluer les caractéristiques du dysfonctionnement glymphatique à un stade précoce (DW-ASL), à un stade intermédiaire (MTI) et à un stade avancé (EPVS). Ces outils seront ensuite disponibles pour s’appliquer à diverses maladies neurologiques où il existe un dysfonctionnement glymphatique, telles que la démence, les traumatismes crâniens, les accidents vasculaires cérébraux, les tumeurs cérébrales et l’hydrocéphalie.