Des chercheurs de l'Université du Sud de la Californie ont développé la première méthode non invasive pour capturer les pulsations rythmiques des plus petits vaisseaux sanguins du cerveau. En utilisant une IRM 7T avancée, ils ont découvert que ces pulsations s'intensifient avec l'âge et l'hypertension, perturbant potentiellement l'élimination des déchets et contribuant à la maladie d'Alzheimer. Ces résultats, publiés dans Nature Cardiovascular Research, pourraient mener à de nouveaux biomarqueurs pour les affections neurodégénératives.
Des scientifiques de l'Institut de Neuroimagerie et d'Informatique Mark et Mary Stevens à la Keck School of Medicine de l'USC ont mis au point une technique d'imagerie cérébrale qui révèle comment les vaisseaux sanguins microscopiques pulsent à chaque battement de cœur. Cette méthode mesure la « pulsatilité volumétrique microvasculaire », le gonflement et le rétrécissement subtil de ces vaisseaux, en utilisant l'imagerie par résonance magnétique ultra-haut champ 7T combinée aux techniques d'occupation de l'espace vasculaire (VASO) et de marquage par spin artériel (ASL). Auparavant, observer de tels changements nécessitait des procédures invasives limitées aux études sur les animaux.
L'étude, publiée dans Nature Cardiovascular Research, montre que ces pulsations s'intensifient avec l'âge, particulièrement dans la substance blanche profonde du cerveau – une région cruciale pour la communication inter-réseaux mais vulnérable à une réduction du flux sanguin. Les adultes plus âgés présentaient des pulsations microvasculaires plus fortes que les individus plus jeunes, l'hypertension aggravant l'effet. « La pulsation artérielle est comme la pompe naturelle du cerveau, aidant à déplacer les fluides et à éliminer les déchets », a déclaré Danny JJ Wang, PhD, professeur de neurologie et de radiologie et auteur principal. « Notre nouvelle méthode nous permet de voir, pour la première fois chez l'humain, comment les volumes de ces minuscules vaisseaux sanguins changent avec le vieillissement et les facteurs de risque vasculaire. »
Ces pulsations amplifiées peuvent interférer avec le système glymphatique, qui élimine les déchets comme la protéine bêta-amyloïde associée à la maladie d'Alzheimer. « Ces résultats fournissent un lien manquant entre ce que nous observons en imagerie des gros vaisseaux et les dommages microvasculaires que nous constatons dans le vieillissement et la maladie d'Alzheimer », a déclaré l'auteur principal Fanhua Guo, PhD. La recherche relie la rigidité des grosses artères – connue pour augmenter les risques d'AVC et de démence – aux changements des petits vaisseaux.
« Pouvoir mesurer ces minuscules pulsations vasculaires in vivo est une étape critique vers l'avant », a noté Arthur W. Toga, PhD, directeur de l'INI Stevens. L'équipe, incluant Fanhua Guo, Chenyang Zhao, Qinyang Shou, Kay Jann, Xingfeng Shao et Ning Jin, a reçu le soutien de plusieurs subventions du NIH. Les travaux futurs visent à adapter la méthode pour les scanners IRM 3T et à tester son potentiel comme biomarqueur pour des interventions précoces dans la maladie d'Alzheimer. « C'est juste le début », a ajouté Wang. « Notre objectif est de passer de laboratoires de recherche à la pratique clinique. »