AVC...Enfin un espoir de prévenir la rechute d'un accident vasculaire cérébral ?
Caroline Lepage  Partager Chaque année en France, 130 000 personnes sont victimes d'un accident vasculaire cérébral (AVC). Parmi les AVC dits hémorragiques, près de 60% des patients sont confrontés à une récidive dans les 3 à 10 jours qui suivent la première attaque, en raison de l'apparition d'un vasospasme cérébral. Il s'agit d'une constriction des vaisseaux sanguins du cerveau, fatale dans 40% des cas…
Jusqu'à présent, les médecins ignoraient la cause exacte de cette rechute mais suspectaient certains composés présents dans le liquide céphalo-rachidien. En condition normale, le liquide céphalo-rachidien débarrasse le cerveau de ses déchets, et récupère les éléments nutritifs au niveau d'une "frontière" : la barrière hémato-encéphalique. En effet, l'accident vasculaire cérébral initial entraîne la formation de substances toxiques pour le cerveau. À leur tour, celles-ci contribuent au développement de molécules spécifiques impliquées, semble-t-il, dans le vasospasme et qui ne sont pas éliminées, d'où la récidive... Au banc des accusés : l'hémoglobine, la bilirubine, les lipides peroxydés et un groupe de produits d'oxydation de la bilirubine.
En s'appuyant sur ses premiers travaux menés chez des rats, qui avaient montré que les produits d'oxydation de la bilirubine étaient impliqués dans l'apparition d'un vasospasme cérébral, l'équipe du Dr Joseph Clark, chercheur en neurologie à l'Université de Cincinnati est passée à l'étude sur l'homme. Elle a suivi ainsi un échantillon de 12 malades atteints d'AVC hémorragiques. Dans les 10 jours qui ont suivi leur attaque cérébrale, 4 d'entre eux ont été frappés d'un infarctus secondaire, autrement dit, d'un vasospasme cérébral. Tous présentaient des taux élevés de bilirubine et de produits d'oxydation de la bilirubine. Seul un autre patient, qui avait un taux de bilirubine élevé, n'a pas eu d'AVC secondaire. En effet, son taux de produits d'oxydation de la bilirubine est resté faible.
Ces résultats étaient publiés en mars dans la revue Journal of Cerebral Blood Flow. Selon les chercheurs, malgré le petit nombre de cas humains étudiés ici, la corrélation entre la bilirubine et le stress oxydatif responsable de l'apparition de ces fameux produits d'oxydation de la bilirubine est évidente. De là, il serait possible à l'avenir de développer de nouveaux tests de diagnostic afin d'évaluer quels sont les survivants à un tel type d'AVC qui présentent le plus grand risque de récidive, voire même de mettre au point de nouvelles voies thérapeutiques…

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Paris, 9 juillet 2012

La microscopie biphotonique passe à la couleur
La microscopie multiphoton multicouleurs pour l'étude du développement embryonnaire et cérébral.

Des travaux publiés dans la revue Nature Methods par les équipes d'Emmanuel Beaurepaire (Laboratoire d'optique et biosciences (LOB), École Polytechnique, CNRS, Inserm), de Jean Livet (Institut de la Vision, CNRS, UPMC, Inserm) et de Xavier Morin (Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (ENS), CNRS, INSERM), démontrent une nouvelle stratégie de microscopie biphotonique multicouleurs adaptée à l'observation en profondeur de tissus biologiques intacts marqués avec des chromophores distincts, par exemple des protéines fluorescentes de couleurs différentes.
Cette avancée est une évolution de la microscopie multiphotonique, développée à partir des années 90. Elle a ouvert une nouvelle fenêtre pour l'étude du vivant car elle permet d'observer en trois dimensions un tissu biologique intact à une profondeur dépassant la centaine de micromètres.

Cette approche ne permettait pas jusqu'ici d'effectuer efficacement une imagerie « en couleurs », c'est-à-dire d'observer simultanément trois marqueurs différents (par exemple bleu, vert et rouge). C'est ce que la technique développée par les biologistes et physiciens de l'Inserm et du CNRS à l'École Polytechnique permet de faire aujourd'hui.

Dans le domaine de la recherche biomédicale, elle va permettre d'étudier l'architecture et le développement de structures multicellulaires complexes telles que le système nerveux central ou l'embryon en développement, en visualisant simultanément plusieurs paramètres au sein du tissu.

Les chercheurs du LOB ont appliqué cette approche pour visualiser « en couleurs » et en profondeur le développement d'embryons de Drosophile, ainsi que le cerveau ou la moelle épinière de souris et d'embryons de poulet marqués avec la stratégie de marquage transgénique multicouleurs dite 'Brainbow' développée par les équipes de l'Institut de la Vision et de l'ENS. La nouvelle méthode d'imagerie facilite la reconstruction tridimensionnelle et le suivi dynamique des systèmes étudiés. Il devient possible de visualiser à grande échelle l'agencement des cellules neurales et gliales dans le cerveau, le mouvement ou les filiations cellulaires dans l'embryon en développement sur un critère de couleur.

Ce « passage en couleurs » de la microscopie multiphotonique est directement transposable à d'autres problématiques (suivi de cellules en mouvement, imagerie dynamique de la signalisation, etc.) et devrait trouver de nombreuses applications en biologie des systèmes.

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Paris, 4 mai 2012

« Imagerie biomédicale, la vie en transparence » - Une exposition-dossier du CNRS au Musée des arts et métiers
IRM, ultrasons, rayons X, imagerie nucléaire ou optique, magnétoencéphalographie… Le CNRS propose au public d'aborder l'imagerie biomédicale sous ses différents aspects, grâce notamment à des dispositifs interactifs inédits du corps en réalité augmentée. Une exposition-dossier à découvrir au Musée des arts et métiers à Paris jusqu'au 6 janvier 2013.
Voilà trente ans, les imageurs par résonance magnétique (IRM) ont été utilisés pour la première fois au service de la médecine. C'est une des dernières révolutions dans l'histoire de l'imagerie médicale, débutée en 1895 avec la radiographie. Après les simples « photographies » de l'intérieur du corps humain, fournissant des informations sur la structure osseuse ou la forme des différents organes, l'imagerie médicale offre aujourd'hui une vue imprenable sur ces mêmes organes en train de fonctionner et permet de visualiser le métabolisme cellulaire. Elle facilite ainsi l'étude de nombreux processus naturels comme le vieillissement et le diagnostic de maladies (détection du cancer et de certaines affections neuro-dégénératives). Désormais, ces outils sont essentiels pour soigner les patients avec une meilleure efficacité.

L'exposition « Imagerie biomédicale, la vie en transparence », proposée par le CNRS au Musée des arts et métiers jusqu'au 6 janvier 2013, présente les multiples utilisations et applications de l'imagerie biomédicale. Panneaux, films documentaires et films en 3D permettent de comprendre les différents types d'imagerie, leurs principes, leurs enjeux, leurs avantages et leurs limites. Un échographe et deux dispositifs interactifs invitent chacun à voyager à travers le corps humain et à explorer son propre corps. L'exposition met également en lumière les différents apports de l'imagerie biomédicale à la société grâce aux progrès spectaculaires de la recherche.

1/ Un espace de connexion
La galerie d'images
Des mains en mouvement incitent le visiteur à rejoindre l'exposition en parcourant une galerie d'images obtenues par IRM, ultrasons, rayons X, imageries nucléaires et optiques.
« Le corps fragmenté »
Ce dispositif constitue une introduction à l'exposition-dossier. Dans un couloir, le visiteur traverse une série d'écrans sur lesquels est projetée l'image d'un corps fragmenté, de la tête aux pieds, obtenue par résonance magnétique.

2/ Un espace de compréhension
La fresque de l'imagerie biomédicale
Dans la salle d'actualités, une fresque décrit les différents types d'imagerie en avançant, pour chacune, ses principes, ses enjeux, ses avantages et ses limites.
« Premières intimités de l'être »
L'installation propose au visiteur de faire apparaître son « reflet » IRM, X ou nucléaire sur les miroirs augmentés de la vitrine centrale. A l'envi, le visiteur peut entrer ou sortir de ce corps reflété.
Atelier ultrasons
Devant un dernier miroir, la sonde ultrasonore d'un échographe Philips permet au visiteur d'expérimenter les gestes du médecin et d'explorer lui-même son corps.
Les fantômes de l'imagerie biomédicale
Certains objets tests utilisés pour éprouver la faisabilité, la sensibilité, la précision et la reproductibilité d'une nouvelle technique d'imagerie (aussi appelés « fantômes ») sont exposés en vitrine.
Des films sont diffusés en 3D et 2D : Histoire de l'imagerie biomédicale, L'os en pixels...

3/ Un espace de liaison : un quizz sur écran tactile
A la sortie, le visiteur peut parcourir de nouveau l'exposition avec un jeu de questions sur l'imagerie biomédicale pour tester les connaissances qu'il aura acquises au cours de sa visite.

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Paris, 29 novembre 2012

La profonde réorganisation des réseaux cérébraux dans le coma
Des chercheurs de l'Inserm et du CNRS à l'Université Joseph Fourier de Grenoble, en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Cambridge et de Strasbourg, et des cliniciens du CHU de Strasbourg, ont analysé les données de 17 patients dans le coma à partir des données d'IRM fonctionnelle. Ils ont pu mettre en évidence, chez ces patients, une réorganisation des réseaux cérébraux. Ces résultats, parus dans la revue PNAS datée du 26 novembre 2012, pourraient aider les cliniciens dans l'élaboration du diagnostic en cas de coma.
Les chercheurs se sont penchés sur l'analyse des réseaux cérébraux de patients cérébrolésés (non traumatisés) dans le coma, un état où la personne est considérée comme inconsciente.

Les auteurs de l'étude ont employé une méthodologie originale, basée sur la théorie des graphes, des images construites à partir de données d'IRM fonctionnelle au repos et à l'aide de méthodes robustes de traitement statistique du signal. Des index d'efficacité locale et globale des réseaux cérébraux fonctionnels ont été obtenus chez 17 patients cérébrolésés, et chez 20 volontaires sains. Les corrélations de 417 régions cérébrales ont été extraites afin de réaliser les graphes de connexions cérébrales à partir des corrélations statistiquement significatives.

Les chercheurs du CNRS au "GIPSA lab", de l'unité Inserm 836 "Grenoble Institut des neurosciences" et du Behavioural and Clinical Neuroscience Institute à Cambridge, en collaboration avec des cliniciens du CHU de Strasbourg, ont pu mettre en évidence chez les patients cérébrolésés (non traumatisés) dans le coma, une réorganisation des réseaux cérébraux.

Les résultats montrent que la connectivité cérébrale globale est conservée chez les patients dans le coma en comparaison avec les volontaires sains. En analysant la connectivité au niveau local, les auteurs de l'étude ont observé que certaines régions cérébrales fortement connectées (appelées "hubs") chez les volontaires sains, sont plus faiblement connectées chez les patients dans le coma. Et inversement, des régions moins densément connectées du réseau chez le sujet sain deviennent des "hubs" chez les patients dans le coma.

 Selon une hypothèse en cours, les troubles de la conscience chez les patients en état de coma persistant seraient liés à des phénomènes de déconnexions entre certaines régions corticales, en particulier le précunéus. Les résultats de ces travaux vont dans ce sens. "La topologie des connexions cérébrales a bien résisté d'un point de vue global au traumatisme en réorganisant les régions les plus connectées du réseau. Il semble donc que le coma puisse être lié à des changements dans la localisation des "hubs" parmi les réseaux cérébraux", suggère Chantal Delon Martin, chargée de recherche à l'Inserm. 

L'évaluation des lésions cérébrales et le coma

Le patient peut traverser différents états cliniquement définis lorsqu'il présente des lésions cérébrales: l'état végétatif caractérisé par la préservation du cycle éveil-sommeil (ouverture des yeux spontanée, respiration autonome…) ; l'état de conscience minimale témoignant d'une certaine conscience de l'environnement (capacité de suivre des yeux, réagir à une stimulation) ; le syndrome de verrouillage ("locked in" syndrome) où le patient est paralysé mais conscient (il communique avec les yeux) ; la mort cérébrale lorsque le coma est irréversible (électroencéphalogramme plat, absence de flux sanguin).

Le coma (du grec κῶμα kôma signifiant « sommeil profond ») est un de ces différents états où l'on observe une abolition de la conscience de soi et du monde extérieur, qui survient suite à un accident (cérébral, cardiaque, ...). Il existe deux phases de coma : la phase de coma dite "aigüe" (quelques jours après l'accident) et la phase dite "chronique" (au-delà d'un mois). La réorganisation cérébrale a été observée par les chercheurs lors de la phase "aigüe", lors de laquelle on ne sait pas vers quel type de coma le patient va évoluer.

L'évaluation des lésions cérébrales chez les patients dans le coma se fait actuellement par l'examen clinique, l'IRM morphologique, les potentiels évoqués et par le SPECT (Tomodensitométrie par émission photonique) ou la TEP (Tomographie par émission de positons). "Les résultats de cette étude pourraient aider les cliniciens dans l'élaboration difficile du diagnostic des patients dans le cas de coma car cette méthode permet de caractériser chaque patient individuellement", concluent les chercheurs.

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