Nouvelles stratégies pour quantifier in vivo les concentrations cérébrales intracellulaires de sodium par IRM 7T chez l’homme. Application à l’évaluation de la neurodégénérescence corticale et sous-corticale dans la sclérose en plaques – NEUROintraSOD-7T

Le sodium, qui est le principal cation extracellulaire dans l’organisme, participe aux flux d’échanges ioniques avec le milieu intracellulaire indispensables à la conduction de l’influx nerveux. La modification pathologique de son homéostasie dû fait d’un dysfonctionnement mitochondrial entraine son accumulation dans le milieu intracellulaire induisant la mort neuronale responsable du handicap irréversible. Ce phénomène physiopathologique a un rôle majeur dans la sclérose en plaques (SEP), une maladie du sujet jeune atteignant le système nerveux central. Cette maladie, touchant 80 000 personnes en France, est la première cause de handicap acquis non traumatique. L’IRM du sodium est une opportunité unique d’explorer de manière non-invasive les concentrations de sodium in vivo. A ce jour, 4 études (dont 2 de notre groupe) ont démontré le potentiel de l’IRM du sodium comme biomarqueur pertinent pour évaluer la neurodégénérescence, qui bien qu’elle soit la principale source du handicap chez les patients, est insuffisamment évaluable actuellement. De plus, ces études ont mis en évidence l’importance de l’atteinte dégénérative du néocortex (zone du cerveau qui correspond à la couche externe des hémisphères). Ces résultats sont parfaitement en accord avec des travaux anatomopathologiques ayant récemment mis en lumière l’atteinte du néocortex dans la SEP. Bien que l’IRM du sodium soit un outil prometteur, les propriétés physiques du sodium et l’état actuel des techniques empêche une exploration plus poussée de la neurodégénérescence corticale à 3T (résolution spatiale insuffisante, différentiation impossible du sodium intra- et extracellulaire). Il est donc indispensable de suppléer à ces problématiques en proposant de nouvelles stratégies méthodologiques uniquement envisageables à un champ magnétique plus important afin de détecter le sodium intracellulaire dans les régions corticales et sous-corticales du cerveau. L’évaluation de cette accumulation pathologique de sodium constitue l’objectif principal de ce projet et ouvre une voie pour la compréhension des mécanismes conduisant à la neurodégénérescence et son lien avec le handicap. De plus, les relations entre l’accumulation de sodium et les lésions dans le cortex sont à ce jour inconnues. Cette limitation provient de la faible sensibilité de l’IRM à 3T à mettre en évidence ces lésions corticales (= 50%). L’adjonction de l’imagerie protonique à 7T permettra de mieux visualiser les lésions corticales afin de répondre à cette question fondamentale. Enfin, une évaluation rigoureuse du patient tant sur le plan physique que cognitif est nécessaire pour étudier l’impact de l’accumulation intracellulaire du sodium. Ceci est rendu possible par l’implication de trois neurologues suivant de nombreux patients atteint de SEP depuis de nombreuses années et au fait des problématiques liées à la conduite de projets scientifiques ambitieux.
Ce projet est l’opportunité de développer le premier bio-marqueur in vivo, spécifique et non-invasif de la neurodégénérescence basé sur la quantification des concentrations de sodium intracellulaire. Ce point est d’autant plus fondamental que nous sommes à l’aube d’une révolution thérapeutique. Après l’ère des traitements anti-inflammatoires, se développent activement des nouvelles thérapeutiques à visées neuroprotectrices et neuroréparatrices. Ce nouveau champ d’action thérapeutique est fondamental et nécessitera pour sa validation des moyens robustes et efficaces de suivi de la neurodégénérescence. L’IRM du sodium aurait alors toute sa place dans ce champ.