VII.1 ETUDE 1
VII.1.1 Présentation de l’étude 1
Au début des années 2000, deux études indépendantes ont décrit une hypoperfusion temporale bilatérale localisée dans le cerveau d'enfants avec TSA. Ces études ont utilisé les méthodes TEP et SPECT pour mesurer le débit sanguin cérébral régional (DSC) au repos, qui est un indice de l'activité synaptique au repos. Dans les deux études, une analyse voxel à voxel sur le cerveau entier a été réalisée. Ces anomalies fonctionnelles au repos étaient pratiquement identiques dans les deux études et étaient détectées au niveau du sillon temporal supérieur (STS) et du gyrus temporal supérieur (STG) (Ohnishi et al., 2000; Zilbovicius et al., 2000). Ces résultats ont été reproduits dans un groupe supplémentaire composé de 12 enfants avec TSA (Zilbovicius et al., 2000). Ainsi, ces anomalies fonctionnelles au repos localisées dans les régions temporales supérieures ont été confirmées dans trois groupes indépendants et ont fourni la première preuve solide d'un dysfonctionnement du lobe temporal supérieur chez les enfants d'âge scolaire avec TSA. De plus, Zilbovicius et al., 2000 ont effectué une analyse individuelle comparant chaque enfant avec TSA à un groupe témoin. Une hypoperfusion temporale significative a été détectée au niveau individuel chez 77 % des enfants atteints de TSA. Enfin, une corrélation négative significative a été observée entre le DSC au repos et le score d’ADI-R dans le gyrus temporal supérieur gauche chez 45 enfants avec TSA. Plus le score ADI-R était élevé (plus le syndrome autistique était sévère), plus la DSC au repos était faible dans cette région temporale gauche (Gendry Meresse et al., 2005b). Ultérieurement, notre équipe a pu montrer par des méthodes d’analyse de classification multivariée appliquée sur la base d'images TEP au repos, qu'il était possible de classer les images TEP des enfants selon le diagnostic avec une sensibilité de 91 %, une spécificité de 77 % et un taux de bonne classification de 86 % (Duchesnay et al., 2011a).
149 La très forte valeur prédictive positive de ce pattern d’anomalies identifié sur des analyses de cerveau entier sans hypothèse a priori suggère que l'hypoperfusion temporale supérieure pourrait être un biomarqueur dans les TSA. Cependant, comme expliqué en détail dans le chapitre III, jusqu'à très récemment, les mesures du DSC au repos n'étaient possibles qu'avec des techniques de neuro-imagerie nucléaire impliquant une exposition aux rayonnements radioactifs. Par conséquent, les mesures du DSC ne pouvaient pas être obtenues chez les enfants ayant un développement typique.
La recherche dans le domaine de l’imagerie cérébrale dans les TSA a connu un essor considérable dans les dernières années (voir le chapitre IV). Les études ont principalement investigué des anomalies anatomiques et en IRM fonctionnelle d’activation. Cependant, en raison de limites méthodologiques discutées, les études fonctionnelles au repos ont été quasiment abandonnées.
L'émergence d'une nouvelle technique d'IRM fournissant une quantification régionale du DSC au repos de façon non invasive, l’ASL, ouvre de nouvelles opportunités pour évaluer la perfusion cérébrale chez les enfants (voir le sous chapitre « Arterial Spin Labelling » dans le chapitre III). Cette méthode utilise l'eau artérielle comme traceur endogène et ne nécessite donc aucune injection de traceurs exogènes radioactifs. L’ASL permet ainsi des mesures directes du DSC au repos, en tant qu’indice direct du fonctionnement synaptique.
Dans la présente étude, nous avons cherché à reproduire avec l'ASL-IRM les résultats obtenus dans les études antérieures de TEP à trois niveaux, c’est à dire : (1) une diminution du DSC de repos au niveau du lobe temporal chez les enfants avec TSA au niveau du groupe, (2) une diminution du DSC de repos au niveau du lobe temporal chez les enfants avec TSA au niveau
150 individuel et (3) une corrélation entre le DSC au niveau du STS et la sévérité des TSA. Confirmer ces résultats avec une méthode non invasive en IRM pourrait permettre l'utilisation des anomalies fonctionnelles de repos STS comme un biomarqueur dans les TSA.
Douze enfants avec TSA (âge moyen = 11,2 ± 2,9 ans) et vingt-huit enfants avec un développement typique (âge moyen = 10,1 ± 2,5 ans) ont participé à cette étude. Les enfants avec TSA ont été diagnostiqués selon les critères du DSM-IV et DSM-V ainsi que de l’ADI-R. Des images de perfusion mesurant le DSC au repos ont été acquises pour tous les participants avec la séquence ASL dans une IRM 1.5T. De plus, tous les participants ont eu une séquence anatomique T1 pondérée. Les images ASL ont été recalées aux images de matière grise natives correspondantes (issues de la segmentation des images T1) et spatialement normalisées à l'espace MNI (toutes les analyses ont été réalisées dans Matlab en utilisant SPM8). La sévérité des TSA a été évaluée par l’ADI-R.
Nous avons réalisé trois niveaux d’analyses statistiques. En premier lieu, une analyse voxel par voxel sur le cerveau entier a été effectuée en comparant les images ASL du groupe TSA aux images ASL du groupe témoin, en utilisant un modèle linéaire général dans SPM8. De plus, une analyse de région d'intérêt a été réalisée sur les régions temporales supérieures. Une courbe ROC (receiver operating characteristic) a été générée avec les valeurs de DSC au repos extraites du cluster identifié comme significativement différent dans l'analyse de groupe sur le cerveau entier. Deuxièmement, une analyse individuelle voxel par voxel sur le cerveau entier a été réalisée en comparant les images ASL de chaque enfant avec TSA aux images ASL des enfants témoins. Enfin, une analyse de corrélation voxel par voxel sur le cerveau entier a été réalisée entre le DSC et les scores de l’ADI-R.
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