Imagerie de l’athérosclérose et du myocarde par scanner spectral à comptage photonique et nanoparticules hybrides – ATHERSPECTRALCT

Quatre workpackages ont été identifiés. WP0 concerne la gestion et la dissémination du projet; le WP1 concerne le développement des agents de contraste; le WP2 concerne l'acquisition et la reconstruction d'images axées sur le développement de protocoles dédiés à l'athérosclérose et à la perfusion myocardique ; le WP3 concerne le post-traitement d’images axé sur les algorithmes de dénoisation et la quantification de la perfusion tissulaire.
WP1 - Développement d'agent de contraste. Ce WP concernant le développement de nouveaux agents de contraste pour l'imagerie SPCCT et est divisé en 2 tâches: (i) T1.1. Agents de contraste non ciblés et (ii) T1.2. Agents de contraste ciblés
WP2 - évaluation de la sensibilité in vitro et in vivo des nanoparticules d’AGuIx. Ce WP se concentrera sur les acquisitions in vitro sur des tubes de différentes concentrations de nanoparticules et de calcifications simulées (mélange d'hydroxyapatite) et sur les acquisitions in vivo d'angiographie et de perfusion chez des animaux sains et des modèles de maladie. Le travail est divisé en trois tâches principales. Les deux premières tâches porteront sur l'imagerie in vitro et in vivo chez des animaux en bonne santé avec les nanoparticules AGuIX déjà en phase I d'essais cliniques (T2.1) et les nouveaux agents de contraste développés par WP1 (T2.2). Enfin, la troisième tâche portera sur l'imagerie in vivo dans deux modèles animaux afin de développer des protocoles d'imagerie dédiés pour tous les agents de contraste étudiés choisis sur la base des résultats des tâches 2.1 et 2.2.
WP3 - développement d’algorithmes de traitement d’images dédiés pour les images SPCCT dynamiques spécifiques à un élément. Ce travail comportera des recherches sur des algorithmes dédiés aux images SPCCT, qui tireront parti des informations temporelles contenues dans les données pour effectuer la quantification de la perfusion tissulaire du myocarde.

Ce projet surmontera les limites actuelles des modalités d'imagerie disponibles en développant un outil complet dédié à l'imagerie CV qui (1) améliorera le diagnostic précoce de l'athérosclérose: prévention des événements aigus et traitement préventif personnalisé; et (2) améliorera la gestion des patients présentant un événement CV aigu. Il vise à: mieux évaluer les composants de la plaque d'athérosclérose et le niveau d'inflammation intra-plaque afin d'adapter le traitement préventif à chaque patient; mieux détecter un défaut de perfusion dans la zone ischémique en cas d’événement aigu. Les nouveaux traitements ciblés en cours d'évaluation bénéficieront d'une évaluation précise du processus de traitement des défauts de perfusion afin de réduire l'extension finale des dommages. Cette quantification du défaut de perfusion avec un examen rapide permettra d’adapter correctement la dose à chaque patient et d’éviter les effets secondaires de ces traitements. Cela permettra également d’obtenir des critères objectifs d’efficacité du traitement dans le cadre d’études cliniques, tâche qui ne peut être gérée par les modalités actuelles. De plus, une réduction de dose est attendue avec ce système. Ceci est important, car la tomodensitométrie contribue aujourd'hui pour 50% à l'exposition de la population à l'utilisation des rayonnements ionisants à des fins médicales. Il est réaliste de penser que, avec le SPCCT, la dose efficace moyenne du scanner sera divisée par deux en éliminant le rejet électronique et le rejet de Swank (en tout ou en partie) en utilisant des spectres de rayons X optimaux pour les différentes tâches de diagnostic et en renforçant ainsi la diffusion de ces nouvelles technologies. Un autre élément important de ce projet est que le concept peut ensuite être étendu à d'autres domaines nécessitant une spécificité et une résolution spatiale, notamment en oncologie.

Les coûts annuels de dépistage et de prévention de l'athérosclérose sont de 4 millions d'euros en Europe et les coûts des procédures d'imagerie et de diagnostic non invasif s'élevaient à 58 millions d'euros des coûts de soins de santé par an. Cependant, une description des coûts encourus ne donne aucune indication sur la qualité des soins ni sur le fait de savoir si l'argent est dépensé à bon escient. Les technologies de diagnostic à développer et à perfectionner dans le cadre de ce projet peuvent améliorer considérablement le gain moyen pour la santé et la rentabilité des traitements coûteux. Cette amélioration peut être obtenue à différents moments du processus de prise en charge du patient, du diagnostic au suivi de la décision de traitement et de la surveillance du patient même après la survenue d'un événement clinique ou d'une procédure. Dans tous les cas, un test approprié et de bonne qualité peut améliorer la qualité et la rentabilité des décisions de traitement afin d’améliorer la santé du patient et de prolonger sa vie.

Les articles scientifiques rédigés dans le cadre du projet seront soumis aux revues internationales avec les facteurs de visibilité et d’impact les plus élevés : Radiology, Investigative Radiology, European Radiology, Contrast Media and Molecular Imaging, Value in Health, International Journal of Technology Assessment in Health Care. Les revues les plus pertinentes que nous envisageons pour la publication de nos résultats sont Medical Physics, Nanoscale, Physics in Medicine and Biology, for the technical aspects of the project, and Circulation, JACC, Atherosclerosis, Radiology for the cardiovascular applications. Les revues avec Gold Open Access seront ciblées, telles que Journal of Cardiac Failure, System, Reconstruction and Image Processing. Des frais pour les publications ont été prévus à ces fins.

L'athérosclérose et ses conséquences restent la principale cause de mortalité dans les pays industrialisés. Le scanner spectral à comptage photonique (SPCCT) permet de détecter et de quantifier avec précision le Gd grâce à la technique K-edge. Les nanoparticules AGuIX sont constituées d'une matrice en polysiloxane entourée par un macrocycle de Gd. Les tests n’ont montré aucune toxicité. Leur facile fonctionnalisation par biomolécules peut conduire au ciblage de Fibrine, VCAM ou proto-elastin. L’objectif est de développer et d'effectuer, avec les nanoparticules de Gd déjà cliniquement disponibles, une angiographie non invasive à très haute résolution, une évaluation quantitative de la perfusion myocardique, de développer de nouveaux agents hybrides de contraste
pour la fibrine, VCAM ou proto-élastine, pour détecter, quantifier et surveiller in vivo, de façon non invasive, l'évolution de l'athérome et l'infarctus du myocarde.