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Figure: Illustration de la mesure de la saturation en oxygène par IRM (droite) comparée à la mesure de l'hypoxie par TEP (gauche) dans un contexte de tumeur cérébrale en préclinique. Plus la concentration en oxygène diminue au sein de la tumeur, plus la carte de saturation en oxygène tend vers les couleurs froides ; à l'inverse, plus la carte de captation du radiotraceur tend vers les couleurs chaudes.
© Aurélien Corroyer-Dulmont. Samuel Valable
L'hypoxie est un phénomène rencontré dans de nombreuses pathologies cérébrales, y compris l'AVC et les tumeurs cérébrales. L'imagerie de l'oxygénation cérébrale représente un outil extrêmement important pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques du fonctionnement cérébral mais également dans le suivi de l'évolution de pathologies ou encore dans une optique d'optimisation des thérapies.
Actuellement, chez le patient, l'imagerie de l'oxygénation cérébrale se réalise essentiellement par l'utilisation de la Tomographie par Emission de Positons (TEP). Cependant, la TEP n'est pas une méthodologie très répandue et l'utilisation de sources radioactives limite son utilisation de manière répétée.
L'imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permettrait de contourner un certain nombre des limitations mentionnées précédemment. En effet, c'est une méthodologie largement répandue qui permet de réaliser des examens consécutifs, avec une bonne résolution spatiale et sans risque pour le patient. Il a récemment été montré qu'une mesure de la saturation locale en oxygène, paramètre lié au taux d'extraction d'oxygène, pourrait être obtenue par l'IRM. En effet, une équipe du Grenoble Institut des Neurosciences a développé cette approche et a montré son intérêt potentiel pour visualiser d'une manière indirecte l'oxygénation cérébrale. Cependant, si la preuve de concept avait été parfaitement démontrée, cette nouvelle approche IRM (dénommée IRM de Saturation ou SatO2-IRM) nécessitait d'être validée dans différentes conditions (physiologiques et pathologiques) au regard des approches d'ores et déjà validées pour évaluer l'oxygénation du cerveau.
Les chercheurs ont utilisé une approche multiparamétrique combinant la TEP, des approches histologiques et des mesures par électrodes de la quantité réelle d'oxygène, pour montrer que l'approche de SatO2-IRM est un outil robuste et spécifique pour cartographier l'hypoxie cérébrale dans le cerveau sain placé en conditions d'hypoxies ou dans des modèles de tumeurs cérébrales. Ce résultat présente un grand intérêt dans le cas des tumeurs, pour lesquelles il est bien connu que l'hypoxie est un facteur de mauvais pronostic et de résistance aux thérapies.
Ce travail réalisé sur la plateforme d'imagerie biomédicale du GIP Cyceron, financé par l'ANR et associant les compétences de deux laboratoires, ouvre ainsi la voie vers une utilisation en routine clinique de ces développements récents en imagerie.