Caractérisation par IRM in vivo d'un modèle murin de la maladie d'Alzheimer : évaluation de biomarqueurs de la pathologie

Characterization of a mouse model of Alzheimer���s disease by in vivo MRI : evaluation of biomarkers of the pathology

• Auteur / Autrice : Nadine El Tayara
• Direction : Joël Mispelter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perfusion

Angiographie

Amyloïde

Maladie d'Alzheimer

Mots clés libres

Temps de relaxation

Angiographie par résonance magnétique

Marquage de spins artériels

Résumé

La maladie d’Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative qui mène à la démence. Son diagnostic de certitude ne se fait qu’en post-mortem. Le diagnostic de cette maladie du vivant du patient est cependant nécessaire. Des biomarqueurs in vivo de la pathologie qui permettraient le diagnostic et le suivi de la maladie sont alors indispensables. Les modèles murins de la MA présentent un moyen précieux pour définir et évaluer des biomarqueurs de la pathologie. Au cours de nos travaux de recherche, nous avons caractérisé par IRM in-vivo, les souris APP/PS1 selon trois axes. Nous avons montré, pour la première fois, une différence significative des temps de relaxation T2 entre les souris APP/PS1 et PS1 adultes dans le subiculum. Le T2 dans le subiculum était corrélé à la charge amyloïde chez les souris APP/PS1. Ces résultats suggèrent que le T2 est un biomarqueur de la charge amyloïde. L’étude de l’arbre cérébrovasculaire par angiographie a montrée une altération de l’artère cérébrale moyenne chez les souris APP/PS1 avec l’âge. Cette altération n’a pas été détectée chez les souris PS1. Ces résultats montrent que les modifications vasculaires font partie des altérations pathologiques que développent les souris APP/PS1 et que l’angiographie par résonance magnétique est un moyen d’imagerie puissant pour détecter in vivo ces altérations. L’étude de la perfusion cérébrale par marquage de spins artériels a montré une hypoperfusion corticale chez les souris APP/PS1 par rapport aux PS1 en normocapnie et en hypercapnie. La perfusion n’était pas corrélée à la charge amyloïde. L’hypoperfusion corticale serait un biomarqueur qui reflète l’état global de la pathologie.

Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative pathology leading to dementia. Today, the definitive diagnosis of AD is based on the detection of two main neuropathological lesions -senile plaques and neurofibrillary tangles- in post mortem examination of brain tissue. Biomarkers of the pathology are thus critically needed to allow in vivo diagnosis of this pathology in early stages and to follow up the disease. MRI can be a very powerful method to define such markers. During our work, we characterized APP/PS1 mouse models of AD using three in vivo MRI methods : The first method was based on relaxation times evaluation. We have shown a significant T2 relaxation time diminution in the subiculum of adult APP/PS1 as compared to control PS1 mice. In addition, T2 values were correlated to the amyloid load in APP/PS1 mice. These results suggest that T2 is a biomarker of the amyloid load. The second method relied on cerebrovasculature assessment by in vivo magnetic resonance angiography (MRA). We showed an age related alteration of the middle cerebral artery in APP/PS1 mice. This was not the case in PS1 mice. These results show that vascular modifications are part of the pathological alterations developed by APP/PS1 mice and can be detected by in vivo MRA. The last method was based on cerebral perfusion assessment by arterial spin labelling. Our study revealed a cortical hypoperfusion in APP/PS1 versus PS1 mice. This hypoperfusion was also detected during hypercapnia. Perfusion values were not correlated to amyloid load. Thus, cortical perfusion might be a biomarker that reflects global state of the pathology rather than amyloid load.