Augmentation transitoire de la perméabilité de la BHE chez des animaux irradiés

Des expériences complémentaires ont été réalisées à 10 mois et sont résumées dans la Fig. 12. Une imagerie moléculaire ciblant le RB2 a d’abord été effectuée pour confirmer la présence de ces récepteurs dans nos conditions inflammatoires expérimentales. La Fig. 12A montre la présence de MPIO-RB2 dans l’hémisphère irradié, confirmant l’expression des RB2 suite à l’irradiation. Nous procédons ensuite aux expériences d’augmentation de la perméabilité de la BHE.

Avant injection d’agent de contraste, aucun contraste n’est observé dans l’image pondérée

T1 du cerveau de souris (Fig. 12B – la couleur observée correspond à du bruit aux interfaces

du scalp/cerveau). Après la première injection de Gd-DTPA, il n’y a un très faible rehaussement de contraste dans l’hémisphère irradié (Fig. 12C). En revanche, lorsque le Gd- DTPA est co-injecté avec l’agoniste du RB2 à la bradykinine (NG291), un rehaussement de contraste dans l’hémisphère irradié indique l’accumulation de Gd-DTPA dans cette zone et donc une augmentation de la perméabilité de la BHE (Fig. 12D). L’expression du RB2 dans l’hémisphère irradié est confirmé par analyse immunohistochimique (Fig. 12E).

Figure 12. Évaluation des changements de perméabilité vasculaire après un traitement pharmacologique par IRM dynamique. (A) À 10 mois les souris ont été injectées avec des MPIO-RB2. L’expression du RB2 est détectée dans l’hémisphère irradié. (B-D) Images pondérées T1, (B) avant, (C) après injection de Gd-DTPA et (D) après injection de NG291 et Gd-DTPA. On détecte un rehaussement de contraste lorsque le Gd-DTPA est injecté avec le NG291. (E) L’expression de RB2 dans la région de rehaussement est confirmée par IHC (grossissement : 20 x, échelle : 100 μm; insert, grossissement 80x).

3.4 Discussion

L’inflammation est une composante importante de l’évolution de la RN induite après une irradiation (Furuse et al., 2015; Miyatake et al., 2015). La présence d’un environnement pro- inflammatoire résultant en l’expression de médiateurs inflammatoires serait la cause des complications neuropathologiques observées après un traitement de radiothérapie (Furuse et

al., 2015; Moravan et al., 2011; Rahmathulla et al., 2013). Il reste néanmoins à élucider

comment s’échelonnent les événements menant à l’apparition d’une RN.

L’objectif de cette étude était d’identifier les médiateurs moléculaires et ou cellulaires impliqués dans la RN tardive. L’utilisation d’une dose « faible » de 45 Gy nous a permis d’induire une nécrose tardive après irradiation. De plus avec cette dose, l’apparition de la RN s’est produite de manière suffisamment lente, pour permettre une analyse longitudinale et une caractérisation de l’apparition de la radionécrose.

Ainsi, l’imagerie pondérée T2* et l’utilisation de MPIOs-VCAM-1 révèle la présence d’une inflammation cérébro-vasculaire et l’activation de cellules endothéliales précédant l’apparition de la RN tel que définie cliniquement. On suppose que cette expression précoce de VCAM-1 pourrait favoriser l’entrée de cellules immunitaires sécrétrices de médiateurs pro-inflammatoires et initierait des phénomènes inflammatoires intensifiant la réponse à l’irradiation. Une analyse histologique de la présence de cellules inflammatoires dans les cerveaux irradiés à 10 mois permettrait de confirmer cette hypothèse et éventuellement révéler leur localisation à proximité des vaisseaux activés exprimant VCAM-1 ou ICAM-1. En particulier, les marquages CD68 et CD3 de cellules immunitaires permettraient d’identifier respectivement les macrophages et les lymphocytes T périphériques. Notre groupe a déjà rapporté que des zones de perméabilité vasculaire deviennent éventuellement des zones de radionécrose (Constanzo et al., 2017). Il semble plausible que l’inflammation observée à 10 mois (Fig. 8E) précède la perméabilité vasculaire qui précède elle-même la radionécrose.

Néanmoins, au même temps, une activation et des dommages cellulaires sont déjà présents comme en témoigne l’analyse immunohistologique des cerveaux de souris 10 mois après irradiation, montrant une expression de GFAP et Iba1 par les astrocytes et la microglie, respectivement, et la coloration de la myéline au bleu de Luxol rapide. La distinction des dommages vasculaire et tissulaire n’est donc pas possible. Une analyse des temps plus précoces nous permettrait éventuellement d’identifier si un évènement précède l’autre ou si le gradient de chacun des deux phénomènes se produit simultanément, indiquant que les hypothèses de la nature de l’inflammation (vasculaire ou gliale) sont inadéquates. Nous disposons d’ailleurs de cerveaux à 1 et 6 mois post irradiation et planifions de les analyser pour compléter cette étude.

Comme pour l’activation des cellules endothéliales (marquages VCAM-1 et ICAM-1), l’activation des cellules gliales (astrocyte, microglie) persiste et progresse dans le temps. Cette activation persistante est une caractéristique de l’inflammation chronique.

La radionécrose tardive peut affecter les capacités fonctionnelles des patients, et, de par sa localisation cérébrale, peut avoir un impact important sur leur qualité de vie. Peu de traitements sont disponibles et consistent en général en l’administration d’anticorticoïdes. L’utilisation d’anticorps monoclonaux anti-VEGF (Bevacizumab) est une nouvelle approche thérapeutique efficace pour diminuer les effets de la radionécrose (Gonzalez et al., 2007; Torcuator et al., 2009; Wong et al., 2008). L’efficacité de cette approche dépend d’un retour à l’équilibre de l’expression du VEGF lors de l’arrêt du traitement. Ainsi, l’identification de nouvelles stratégies thérapeutiques reste nécessaire. L’identification d’une inflammation cérébro-vasculaire, avant l’apparition de modifications morphologiques des vaisseaux (télangiectasie, hyalinisation, épaississement de la paroi des vaisseaux) permettrait le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques en fournissant des marqueurs plus précoces – et d’intervenir avant les dégâts irréversibles. Dans cette étude, à 10 mois, simultanément à l’expression de VCAM-1, nous mesurons une expression du RB2 par imagerie T2* qui est confirmée par analyse immunohistologique. Côté et collaborateurs ont démontré l’efficacité d’agonistes du RB2 (notamment le NG291) pour augmenter la perméabilité de la barrière hémato-tumorale (Côté et al., 2010). Ici, l’utilisation du NG291 nous a permis d’augmenter la perméabilité de la BHE dans l’hémisphère irradié. Cette stratégie pourrait être utilisée pour l’acheminement de nouvelles molécules thérapeutiques à travers la BHE, de manière localisée aux sites d’inflammation, avant l’apparition de la radionécrose et permettre une meilleure prise en charge des patients.

L’objectif de cette étude était de comprendre les mécanismes en jeu dans le développement de la radionécrose tardive. Nous anticipons que l’utilisation de ce modèle, avec une progression plus lente de la radionécrose que les modèles souvent retrouvés dans la littérature, permettra d’identifier la cascade d’événements conduisant à l’apparition de la radionécrose.

4DISCUSSION ET PERSPECTIVES

4.1 Le rôle de l’inflammation cérébro-vasculaire dans la formation des métastases