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22 Feb 2019 
admin 
La dégénération et la mort des cellules cérébrales provoquent le rétrécissement de certaines régions du cerveau. Un patient atteint de la maladie d’Alzheimer a moins de tissu cérébral qu’une personne non atteinte (figure2). Ce phénomène neuropsychologique appelé atrophie correspond à la diminution du volume et de la taille des régions cérébrales. Ce rétrécissement se poursuit avec le temps jusqu’à l’affectation de l’ensemble du fonctionnement cérébral. Il peut toucher les lobes externes mais également toutes les couches internes telles que l’hippocampe et les glandes du gyrus cingulaire. Aussi, les ventricules servant à sécréter le liquide céphalo rachidien peuvent être élargis au détriment de d’autres régions primaires essentielles à un bon fonctionnement cérébral (figure 3).
Figure 2: IRM
Figure 3:
Toutes ces anomalies ont progressivement des conséquences désastreuses sur la vie du patient et celle ses proches. Elles entrainent le déclin de la mémoire, des capacités de raisonnement, de communication, la perte graduelle des aptitudes à accomplir les activités de la vie quotidienne, et des changements dans la personnalité et le comportement. Elle se révèle fatale à plus ou moins long terme.
Les chiffres de ces dernières années rendent compte d’un bilan assez inquiétant puisqu’elle correspond à la maladie neurodégénérative la plus courante et représente 70% des cas de démence. Aujourd’hui, elle est la première cause de démence dans le monde : plus de 35,6 millions de personnes sont touchées et chaque année, on dénombre 7,7 millions de nouveaux cas. Les femmes représentent 72% des personnes atteintes par la maladie. Selon les prévisions de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), le nombre de malades devrait presque doubler dans les 20 prochaines années, pour passer à 65,7 millions en 2020 et à 115,4 millions en 2040. Bien que la maladie frappe le plus souvent des personnes âgées ayant plus de 65 ans, elle peut aussi survenir beaucoup plus tôt. Par conséquent, le traitement de la maladie est un domaine de recherche primordiale, certains pays comme le Canada investissent énormément dans la recherche de traitements ou de méthodes de diagnostic : l\’économie canadienne se chiffre à 33 milliards de dollars par année et continue à monter en flèche pour atteindre 293 milliards de dollars par année d’ici 2040. Jusqu’à maintenant, les chercheurs aucun moyen de guérir cette maladie n’a été découvert. Les
De nos jours, il n’existe pas de test unique permettant de déterminer si une personne est atteinte de la maladie d\’Alzheimer. Un ensemble de tests physiques et cognitifs sont menés et une combinaison de leurs résultats ainsi que la description des antécédents médicaux fournissent aux médecins les données nécessaires afin d’établir le diagnostic.
Le parcours jusqu’au diagnostic de la maladie d’Alzheimer est marqué par deux grandes étapes. Tout d’abord, le patient réalise des tests cliniques composés de tests de la mémoire et neuropsychologiques capables de détecter de façon précoce les premiers troubles de la mémoire liés à la maladie. Cette étape évalue également les différentes fonctions cognitives comme la mémoire, le langage, la motricité ou encore l’attention. Depuis 2013, les simples tests cliniques ne sont plus suffisant c’est pourquoi les résultats de ces tests sont ensuite confrontés aux données médicales issues d’examens biologiques. Ces tests dits para-cliniques fournissent des informations sur les pertes cellulaires et les lésions tau et amyloïdes responsable des pertes cognitives en s’appuyant sur trois techniques d’imagerie cérébrale :
L’IRM (fig.2), fournit différentes vues en deux ou trois dimensions du cerveau ce qui permet d’identifier une atrophie potentielle. Les médecins s’attachent à regarder la région de l’hippocampe qui est impliquée dans la mémorisation.
La TEP, permet de visualiser le dysfonctionnement métabolique du cerveau via l’injection d’un traceur faiblement radioactif par voie intraveineuse chez le patient. La TEP-amyloïde utilise un traceur marqué par un atome radioactif qui émet des positons allant se fixer sur les plaques amyloïdes, impliquées dans la maladie d’Alzheimer. Pour le moment, seul la TEP-amyloïde est opérationnelle. La TEP-tau devrait bientôt être disponible afin de quantifier les dégénérescences neuro-fibrillaires en visualisant les lésions tau dans le cerveau.
L’analyse du Liquide Céphalo rachidien est proposée aux personnes dont le diagnostic reste hésitant ou atypique, comme pour les patients jeunes. Grâce à lui, il est possible de quantifier les protéines amyloïdes et tau dont le dosage permettra de préciser le diagnostic de la maladie d’Alzheimer.
Figure 4:
La seule solution permettant le ralentissement de l’évolution est la prise en charge de manière précoce. La recherche de méthodes diagnostiques est donc l’un des volets de recherche sur l’Alzheimer. Les récentes découvertes utilisent les biomarqueurs tel que la béta amyloïde pour détecter les changements dans le cerveau avant que les symptômes de la maladie d’Alzheimer se manifestent. Des médecins de l’hôpital Cedars-Sinai de Los Angeles ont affirmé qu’une simple photo du fond de l’œil permettrait de détecter la maladie à un stade précoce. Le protocole consiste à injecter, dans l’œil, une substance fluorescente ayant une très forte affinité avec les protéines bêta amyloïdes. Ensuite, réaliser une rétinographie, c’est-à-dire un cliché photographique de la rétine, puis observer et quantifier ces plaques qui reflètent celles du cerveau. Il s’agit d’une technique peu invasive et peu coûteuse en comparaison avec la TEP et de l’analyse du liquide Céphalo-Rachidien.
3. Les objectifs de cette étude
Pour le moment, il n’existe aucune technique permettant de détecter la dégénérescence de manière précoce. La majorité des techniques utilise la neuro-imagerie afin de visualiser la quantité de protéine -Amyloïde. Selon l’hypothèse amyloïde, les plaques amyloïdes qui se forment avec l’âge entre les neurones seraient toxiques et, par conséquent, à l’origine des pertes cognitives associées à l’Alzheimer. Bien que cette hypothèse est loin d’être établit et confirmée, de grands efforts de recherche ont été consacrés à la compréhension des mécanismes de formation de ces plaques et de nouvelles techniques de neuro-imagerie plus sophistiquées permettent désormais de détecter la présence de -Amyloïde dans le cerveau. L’utilisation en particulier de « traceurs » spécifiques se liant à la -Amyloïde permet dorénavant de mesurer grâce à la tomographie à émission de positrons (TEP) la quantité de -Amyloïde présente dans le cerveau.
Cette étude présente les étapes d’un pipeline servant à mesurer et quantifier les protéines -Amyloïde dans certaines régions et tissus du cerveau. Avant d’être calculé, un ensemble de processus doivent être effectué pour pouvoir analyser l’image TEP. En effet, l’exploration et l’identification de la protéine d’intérêt nécessite une analyse fine et non biaisée du signal afin d’extraire des paramètres qui puissent être reproductibles et standardisés. De nombreux facteurs limitent l’analyse de l’imagerie TEP : la faible résolution spatiale, l’effet de volume partiel, la présence de bruits et d’artefacts ou encore le faible contraste rencontré, sont autant de facteurs à prendre en compte dans l’analyse. Une solution envisageable pour contourner les désavantages de la TEP est d’utiliser des images d’IRM. Dotée d’une forte résolution spatiale et d’un bon contraste, l’IRM est une alternative intéressante pouvant être exploité en traitement d’images pour réaliser des opérations difficilement applicables sur le scan TEP tel que l’exploitation de masques, l’utilisation de techniques de recalage et de segmentation. L’idée est de traiter et analyser les images IRM pour segmenter et récupérer les tissus et régions d’intérêt puis de recaler la TEP sur l’image IRM et appliquer l’opération calculant la -Amyloïde en exploitant les informations récupérées sur l’IRM.