L’intégrité de la substance blanche du cerveau est perturbée chez les personnes atteintes d’une mutation génique d’Alzheimer

White Matter Integrity Alzheimer’s Gene Mutation
L'intégrité de la substance blanche a perturbé la mutation du gène d'Alzheimer

Les zones corticales impliquées dans chacun des trois réseaux d’association corticale distribués analysés sont affichées sur une surface cérébrale gonflée, vue de l’aspect latéral (rangée du haut) et de l’aspect médial (rangée du bas) de l’hémisphère gauche ; l’hémisphère droit (non représenté) est presque une image miroir de l’hémisphère gauche. Les régions sont basées sur une parcellisation fonctionnelle standard du cerveau humain à partir d’une étude IRM fonctionnelle à l’état de repos de 1 000 individus en bonne santé. Les trois réseaux spécifiques d’intérêt sont le réseau d’attention ventrale (violet), le réseau de mode par défaut (rouge) et le réseau de contrôle fronto-pariétal (orange). Crédit : Radiological Society of North America

L’intégrité structurelle de la substance blanche du cerveau telle que mesurée avec une technique d’IRM avancée est plus faible chez les personnes cognitivement normales qui portent une mutation génétique associée à Alzheimer la maladie que chez les non-porteurs, selon une étude réalisée en Radiologie. Les chercheurs ont déclaré que les résultats montrent la promesse de techniques d’imagerie largement disponibles pour aider à comprendre les premiers changements structurels dans le cerveau avant que les symptômes de la démence ne deviennent apparents.

Les personnes porteuses de la mutation de la maladie d’Alzheimer autosomique dominante (ADAD) ont un risque plus élevé de maladie d’Alzheimer, un type de démence qui affecte environ une personne sur neuf aux États-Unis. La mutation est liée à une accumulation de protéine anormale appelée bêta-amyloïde dans le cerveau qui affecte à la fois la matière grise et la matière blanche porteuse de signaux.

“On pense que le dépôt d’amyloïde dans la matière grise pourrait perturber sa fonction, et par conséquent la matière blanche ne fonctionnera pas correctement ou pourrait même s’atrophier”, a déclaré l’auteur principal de l’étude Jeffrey W. Prescott, MD, Ph.D., neuroradiologue au MetroHealth Medical Center de Cleveland.

Intégrité de la substance blanche Mutation du gène d'Alzheimer

Exemple de connectivité structurelle des trois réseaux corticaux distribués analysés d’un participant de la cohorte DIAN, vu latéralement de gauche (rangée du haut) et antérieurement (rangée du bas). Les couleurs simplifiées indiquent la directionnalité de la diffusion de l’eau à l’imagerie du tenseur de diffusion : vert = antéropostérieur, rouge = gauche-droite, bleu = superoinférieur. Crédit : Radiological Society of North America

Une étude antérieure du Dr Prescott et de ses collègues sur des patients atteints de la maladie d’Alzheimer sporadique, qui représente 99 % des cas, a révélé que la connectivité structurelle de la substance blanche, telle que mesurée avec une technique d’IRM appelée imagerie du tenseur de diffusion (DTI), se dégradait considérablement à mesure que les patients développaient plus charge amyloïde.

“Le travail actuel étend ces résultats en montrant que des résultats similaires sont détectables chez les patients à risque asymptomatiques”, a déclaré Jeffrey R. Petrella, MD, professeur de radiologie à l’Université Duke et auteur principal des deux études.

Dans la nouvelle étude, le Dr Prescott et ses collègues ont utilisé les données du Dominantly Inherited Alzheimer Network (DIAN) pour comparer les porteurs de la mutation ADAD avec les non-porteurs afin de voir s’il y avait des changements dans la connectivité structurelle qui pourraient être liés à la mutation.

Les participants à l’étude comprenaient 30 porteurs de mutations, d’âge moyen de 34 ans, et 38 non-porteurs, d’âge moyen de 37 ans. Les participants avaient tous une cognition normale lorsqu’ils ont subi une IRM cérébrale structurelle et un DTI.

L’analyse a montré que les porteurs de mutations avaient une connectivité structurelle plus faible dans le réseau de contrôle fronto-pariétal, qui relie principalement les zones des lobes pariétal et frontal, deux régions connues pour être impliquées dans la maladie d’Alzheimer. Parmi les porteurs de mutations, il y avait une corrélation entre les années attendues jusqu’à l’apparition des symptômes et la connectivité structurelle de la substance blanche dans le réseau de contrôle fronto-pariétal, même en contrôlant la charge de plaque amyloïde.

“Cela suggère que les mesures DTI de l’intégrité du réseau peuvent servir de substitut à la résilience du cerveau aux attaques pathologiques”, a déclaré le Dr Petrella.

“Nous avons utilisé une mesure de réseau appelée efficacité globale, dans laquelle une diminution de l’efficacité peut être considérée comme une panne dans l’organisation du réseau”, a ajouté le Dr Prescott. “Les résultats montrent que pour les porteurs de mutations, l’efficacité globale diminuerait de manière significative à l’approche de l’âge estimé d’apparition des symptômes.”

Les résultats de l’étude soutiennent un rôle potentiel pour l’identification par imagerie des changements structurels du cerveau chez les personnes à risque génétique de développer la maladie d’Alzheimer à un stade précoce dans la compréhension de l’influence des gènes sur le processus pathologique qui conduit à la démence.

“Cela montre le potentiel de l’IRM en tant qu’outil d’évaluation chez les patients jugés à risque pour la maladie d’Alzheimer avant qu’ils ne développent des symptômes”, a déclaré le Dr Prescott. « L’utilisation de ces techniques d’IRM avancées pourrait aider à affiner davantage l’identification des patients à risque et les mesures de risque. »

Les résultats indiquent également un rôle pour l’imagerie dans l’étude des médicaments thérapeutiques pour traiter la maladie d’Alzheimer. Alors que la majorité des essais jusqu’à présent ont été réalisés avec des patients déjà atteints de la maladie d’Alzheimer ou de troubles cognitifs, l’identification et le traitement plus précoces des patients à risque représentent une voie plus prometteuse pour prévenir ou au moins retarder l’apparition de la démence.

“Une utilisation clinique potentielle de cet outil d’étude serait d’ajouter des informations quantitatives aux facteurs de risque tels que les antécédents familiaux et de les utiliser pour aider à identifier les patients à un stade précoce, lorsqu’ils peuvent bénéficier d’un traitement”, a déclaré le Dr Prescott. “Mais jusqu’à ce que nous ayons un traitement efficace, nous devrons attendre que cela soit mis en œuvre.”

Les chercheurs espèrent faire un suivi en utilisant une imagerie avancée et des données mises à jour du réseau DIAN pour évaluer la progression de la maladie d’Alzheimer chez les participants à l’étude.

Référence : “Diffusion Tensor MRI Structural Connectivity and PET Amyloid Burden in Preclinical Autosomal Dominant Alzheimer Disease: The DIAN Cohort” par Jeffrey W. Prescott, P. Murali Doraiswamy, Dragan Gamberger, Tammie Benzinger, Jeffrey R. Petrella, pour la maladie d’Alzheimer dominante Réseau, 12 octobre 2021, Radiologie.
DOI : 10.1148/radiol.2021210383

Collaborer avec les Drs. Prescott et Petrella étaient P. Murali Doraiswamy, MBBS, Dragan Gamberger, Ph.D., et Tammie Benzinger, MD, Ph.D., pour le Dominantly Inherited Alzheimer Network.

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