L’explorateur total du scanner corporel total du corps total de l’UC Davis Health est-il donné une autre nouvelle affectation – évaluer comment le cancer, les maladies neurodégénératives et d’autres conditions systémiques, peuvent affecter le cerveau.
La percée a été réalisée par la radiologie postdoctorale Kevin Chung et d’autres collègues d’UC Davis Health sous la supervision de Guobao Wang, professeur de radiologie et vice-président associé de la recherche, et Simon Cherry, professeur de recherche distingué de génie biomédical.
La découverte mène à une nouvelle façon d’utiliser la tomographie par émission de positron (TEP) pour évaluer quantitativement la santé d’une membrane de protection naturelle appelée barrière hémato-encéphalique (BBB). Le travail apparaît dans Communications de la nature.
Le dysfonctionnement du BBB est associé au syndrome métabolique, au cancer, aux maladies neurodégénératives et à de nombreuses autres conditions systémiques.
« Nous n’avons pas eu de bonnes approches d’imagerie qui peuvent facilement évaluer la perméabilité BBB », a déclaré Wang, auteur principal de l’étude. « Avec cette technique, nous pouvons désormais utiliser PET avec une large gamme de radiotraceurs pour aider à déterminer la santé de BBB. »
La barrière hémato-encéphalique est une barrière sélectivement perméable qui protège le cerveau des agents pathogènes, des cellules cancéreuses et d’autres dangers. Lorsqu’il est en bonne santé, le BBB n’autorise qu’un groupe d’élite de molécules dans le cerveau. Cependant, la maladie peut modifier la perméabilité du BBB, laissant le cerveau plus vulnérable.
Pendant des années, les scientifiques et les radiologues ont utilisé l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour étudier la perméabilité BBB. Cependant, les IRM ne peuvent mesurer que la fuite des vaisseaux sanguins, qui est un indicateur tardif. En d’autres termes, une maladie devrait progresser loin avant que les vaisseaux sanguins ne commencent à fuir.
Les efforts antérieurs pour mesurer la perméabilité BBB avec PET ont été réussis mais assez compliqués. PET utilise des traceurs radioactifs pour image le corps, et les chercheurs ont dû utiliser deux traceurs, l’un pour détecter une cible moléculaire spécifique et l’autre pour mesurer le flux sanguin. Malheureusement, les traceurs à flux de sang sont difficiles à obtenir.
« La plupart des traceurs de flux ont une demi-vie très courte », a déclaré Chung, premier auteur de l’étude et boursier postdoctoral dans le laboratoire Wang. « Un hôpital aurait besoin d’un cyclotron sur place pour faire le traceur, et c’est un équipement coûteux. De nombreux hôpitaux n’ont même pas cette capacité. »
L’explorateur a été inventé par Cherry et Ramsey Badawi, vice-président de la recherche au Département de radiologie.
« Cela donne aux chercheurs une résolution temporelle beaucoup plus élevée: la capacité de mesurer des changements biologiques rapides au fil du temps », a déclaré Cherry. « L’explorateur peut produire des cadres rapides d’une seconde ou même de plus en plus courts, ce qui était essentiel pour cette étude, tandis que d’autres machines peuvent nécessiter 10 ou même 30 secondes. »
Cette résolution élevée temporale, combinée à une modélisation mathématique avancée, a contribué à rendre la percée possible, et les gains pourraient être énormes. La nouvelle technique peut détecter des changements subtils dans les transporteurs qui transportent des molécules à travers le BBB, des marqueurs précoces potentiels pour une perméabilité altérée et d’autres problèmes. De plus, les chercheurs ont montré qu’ils peuvent mesurer les effets du vieillissement normal sur la santé du BBB, ainsi que la façon dont il réagit à l’inflammation du foie.
« Il s’agit d’une technique habilitante pour nous de mesurer la perméabilité pour presque tous les radiotracer existants, et il y en a plus d’un millier », a déclaré Wang. « Cela nous donnera beaucoup de flexibilité pour vraiment comprendre ce qui se passe avec le BBB avant que la maladie ne progresse jusqu’à présent. »
D’autres auteurs, tous de UC Davis, comprenaient: Yasser Abdelhafez, Benjamin Spencer, Terry Jones, Quyen Tran, Lorenzo Nardo, Moon Chen, Souvik Sarkar, Valentina Medici et Victoria Lyo.
