Imagerie par résonance magnétique du volume sanguin pour la caractérisation de la néovascularisation dans les tumeurs expérimentales

Magnetic resonance imaging of the cerebral blood volume for the characterisation of experimental brain tumor neovascularisation

• Auteur / Autrice : Adriana Teodora Perles-Barbacaru
• Direction : Hana Lahrech
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Neuroimagerie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Neuroimagerie par résonance magnétique

Résumé

La mesure du volume sanguin cérébral (VSC) par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet d'étudier l'angiogénèse tumorale. Dans cette thèse, une méthode IRM, dite méthode T1 stationnaire rapide (RSST1) pour quantifier le VSC est proposée. Le principe repose sur les propriétés de la relaxation longitudinale avec des agents de contraste (AC) paramagnétiques intravasculaires et sur un modèle du cerveau bi-compartimentai extra/intravasculaire sans échange d'eau. La méthode a été validée sur des rats sains à 2. 35T (VSC: 2 à 3%) et la sensibilité évaluée sous hypercapnie (augmentation du VSC de 1%/mmHg CO2). Pour évaluer l'efficacité d'un traitement antitumoral, des AC ne s'extravasant pas durant la mesure à travers une barrière hématoencéphalique (BHE) lésée sont nécessaires. Deux AC expérimentaux, le Gd-ACX et le SINEREM, ont été étudiés sur deux modèles de rat gliome ca et RG2. Avec le Gd-ACX, les mesures ont été confrontées à une analyse morphométrique de la microvascularisation sur des coupes immuno-histologiques. Les mesures avec le SINEREM ont nécessité le développement d'acquisitions à temps d'écho court et ont été comparées à ceux obtenus par la méthode L\R2* utilisant le même AC. Pour des AC qui s'extravasent (Gd-DOTA admis en clinique), utilisant une analyse pharmacocinétique à deux compartiments, les acquisitions de la méthode RSST1 conduisent à la mesure du VSC et au coefficient de transfert Ktrans lié à la perméabilité de la BHE. En conclusion, la méthode RSST1, méthode quantitative de mesure de VSC, permet avec des AC appropriés, de réaliser des études longitudinales de l'angiogénèse tumorale et d'accéder à la perméabilité vasculaire.

Cerebral blood volume fraction (CBVf) mapping by magnetic resonance imaging (MRI) can provide information about the progression of tumor angiogenesis without harmful side-effects. Ln this work, a novel MRI method for in vivo CBVf mapping is developed: the Rapid Steady State T1 (RSST1) method. The method is based on a two-compartment model, intra- and extravascular, without water exchange, and on the longitudinal relaxivity of intravascular MRI contrast agents (CAs). This method has been validated on healthy Wistar rats at 2. 35 T (CBVf: 2 to 3%) and its sensitivity has been evaluated in a hypercapnia experiment (CBVf increase of 1%/mmHg CO2). Ln order to apply this method for monitoring disease evolution or treatment efficacy, CAs are evaluated that do not leak across the blood brain barrier during the measuring time. Two experimental CA, Gd-ACX and SINEREM were used on two rat glioma models ca and RG2. The CBVf measures in tumor tissue obtained with Gd-ACX are confirmed by a histologic vascular morphometric analysis. CBVf mapping with SINEREM necessitates acquisitions with short echo time. The measures were compared with those obtained by a L\R2*-based steady state method using the same SINEREM injection. Ln case of CA extravasation, such as occurs in tumor tissue with CAs approved for clinical use, the CBVf along with the transfer coefficient Ktrans (a measure related to the endothelial permeability) were obtained by pharmacokinetic two-compartment analysis of dynamic RSST1 acquisitions.