Développement d'un nouveau biomarqueur d'IRM basé sur la diffusion d'ondes de cisaillement pour l'évaluation de l'efficacité de traitements anti-angiogéniques

Development of novel magnetic resonance imaging biomarkers based on shear wave scattering for the efficacy assessment of anti-angiogenic tumor therapies

• Auteur / Autrice : Lauriane Jugé
• Direction : Ralph Sinkus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et Physiopathologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carcinome hépatocellulaire

Tumeurs -- Vaisseaux sanguins

Imagerie par résonance magnétique

Marqueurs biologiques

Ondes de cisaillement

Élastographie ultrasonore

Résumé

Puisque l’altération de la vascularisation est un indicateur du succès ou de l’échec de la thérapie anti-angiogénique, la détection précoce et non invasive des changements vasculaires dans le carcinome hépatocellulaire (CHC) représenterait une avancée dans le suivi du traitement. Actuellement l’évaluation de l’efficacite�� du traitement par IRM est réalisée selon les critères radiologiques et le suivi des zones hyper-vascularisées grâce au rehaussement de contraste pondéré en T1. Cependant, des modalités alternatives d’imagerie, telle que l’imagerie de diffusion, continuent d’être explorées pour quantifier plus précisément la réponse tumorale. Par ailleurs, sachant que les propriétés mécaniques d’un tissu sont affectées lors du développement tumoral et au cours de son traitement, un nouveau biomarqueur basé sur ces propriétés, mesurées par RM élastographie, permettrait l’évaluation de l’efficacité de la thérapie anti-angiogénique. La sensibilité de ce potentiel nouveau biomarqueur a été évaluée sur un model murin traité par des agents anti-vasculaires. Il a été mis en évidence que les propriétés mécaniques sont sensibles à la structure du tissu et à l’altération de la densité micro-vasculaire. La distribution sub-voxel de structures cisaillantes semblerait alors être révélée à l’échelle macroscopique grâce aux propriétés mécaniques apparentes mesurées. Par conséquent, les propriétés mécaniques ont été étudiées dans le modèle de l’anneau aortique; dans un model de souris implantées avec des cellules humaines de CHC et finalement chez des patients atteints d’un CHC, comme biomarqueurs pour l’évaluation de la réponse tumoral à la thérapie anti-angiogénique

As alterations of the vascularization clearly indicate success or failure of anti-angiogenic therapy, the early non-invasive detection of the changes in the vasculature of the hepatocellular carcinoma (HCC) could represent a significant advance in treatment management. Efficacy assessment of HCC therapy is actually performed with radiological criteria and, especially, with the follow-up of the hyper-vascularized area with the T1 weighted enhanced contrast MR imaging. However, alternative advanced imaging tools, such as the diffusion weighted imaging, are continuously explored to find new biomarkers providing the best means to quantitatively assess tumor response. Furthermore, it was demonstrated that mechanical properties of tissues were affected with disease development and its treatment. Hence, the development of a new biomarker based on the mechanical properties of biological tissues, measured by MR elastography, could evaluate the efficacy of the therapy. Change in mechanical properties of murine tumors treated with vascular disrupting agents was measured and its sensitivity as a biomarker was evaluated. It appeared that mechanical properties were sensible to the structure of the tissue and can be altered by the micro-vasculature density. Hence, sub-voxel distributions of scattering structure seemed to be revealed at the macroscopic scale by apparent mechanical parameters measured. Thus, the mechanical properties were studied in a ring aortic model, in a mouse model implanted with human HCC cell lines, and finally in patients suffering from a HCC as biomarkers for the evaluation of the tumor response to the anti-angiogenic therapy