Applications de l’imagerie par résonance magnétique et des techniques de neurophysiologie dans l’étude des maladies du motoneurone

Unravelling the tangle of motor neuron diseases : insights from neuroimaging and neurophysiology

• Auteur / Autrice : Giorgia Querin
• Direction : Véronique Marchand-Pauvert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 24/06/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'imagerie biomédicale (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Bertrand Fontaine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-François Pradat, Dorothée Lulé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Nicolas, Virginie Callot
• DOI : 10.70675/30ad3e2az5051z4364z9ec1z4b8d1f952b7b

Mots clés

Mots clés contrôlés

Suivi de cohortes de malades

Neurones moteurs

Imagerie pour le diagnostic

Maladie de Werdnig-Hoffmann

Imagerie par résonance magnétique

Sclérose latérale amyotrophique

Mots clés libres

Maladies du motoneurone

Sclérose Latérale Amyotrophique

Amyotrophie Spinale

Moelle épinière

Imagerie par résonance magnétique

MUNIX

Modélisation de la progression

Neurophysiologie

Motor neuron disease

Amyotrophic Lateral Sclerosis

Spinal Muscular Atrophy

Spinal cord

Magnetic resonance imaging

MUNIX

Models of disease progression

Neurophysiology

Résumé

Les maladies du motoneurone (MNDs) et notamment la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) et l’Amyotrophie Spinale liée aux mutations du gène SMN1 (SMA), sont caractérisées par une perte progressive des neurones moteurs au niveau de la moelle épinière. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est actuellement l’approche la plus performante pour quantifier la dégénérescence spinale. De plus, les explorations de neurophysiologie pourraient être des biomarqueurs sensibles de progression de la maladie. L’objectif de cette thèse a été d’associer l’IRM de la moelle épinière aux techniques d’évaluation neurophysiologique servant à analyser la dégénérescence dans les MNDs. Dans la SLA, nous avons montré que l’IRM cervicale est un outil efficace pour le diagnostic et la prédiction de la survie et qu’elle permet d’apprécier les patterns précoces de dégénérescence chez les sujets pre-symptomatiques porteurs de la mutation c9orf72. Dans une cohorte de patients adultes atteints de SMA, ce protocole d’IRM a été couplée à une technique de neurophysiologie servant à calculer un index de la perte d’unités motrices (MUNIX). Avec cette méthode nous avons mis en évidence une atrophie isolée de la substance grise cervicale associée à des modifications longitudinales significatives des valeurs du MUNIX. Cet index semble être le biomarqueur le plus pertinent de progression de la maladie.

Motor neuron diseases (MNDs) are characterized by dysfunction and loss of ventral horn MNs in the spinal grey matter (GM). Nevertheless, different MNDs such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and spinal muscular atrophy (SMA) present with specific clinical presentations. Magnetic resonance imaging (MRI) is the most powerful approach at the brain and spinal cord (SC) level to extract quantitative data on degeneration. At the same time, neurophysiological techniques including motor unit number index (MUNIX) could represent a useful tool to map MN loss. The objective of this project was to combine SC and brain MRI with MUNIX to better characterize degeneration in MNDs, with the aim of identifying possible markers of disease progression. In ALS patients, we showed that SC MRI parameters improve diagnostic and prognostic prediction. Secondly, we longitudinally analyzed a wide population of pre-symptomatic carriers of the c9orf72 mutation, detecting early and progressive cervical WM degeneration. Finally, we considered a cohort of SMN1-related adult SMA patients who underwent a SC and brain MRI protocol combined with MUNIX. We detected isolated cervical GM atrophy not associated with WM pathology. After 24 months observation time, significant MUNIX modifications were demonstrated, suggesting that neurophysiological techniques could be an effective biomarker of disease progression.