Structures rétiniennes nerveuses et vasculaires : des biomarqueurs des structures cérébrales ?

par Sara Lima reboucas (Rondeau)

Projet de thèse en Santé publique Option Epidémiologie

Sous la direction de Catherine Helmer et de Cécile Delcourt.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sociétés, Politique, Santé Publique , en partenariat avec Bordeaux Research Center for Population Health (laboratoire) et de E4 - Lifelong Exposures, Health and Ageing_LEHA (equipe de recherche) depuis le 18-09-2020 .


  • Résumé

    Introduction : L'œil et le système nerveux central sont anatomiquement reliés, en raison de leur origine embryologique commune. Les structures de l'œil, et surtout celles de la rétine, pourraient constituer une «fenêtre» pour l'évaluation des structures cérébrales. La rétine est en effet beaucoup plus facilement observable que le cerveau. Au niveau rétinien deux types de structures peuvent être visualisées : les structures nerveuses et la vascularisation rétinienne. La rétine est composée de différentes couches, qui peuvent être évaluées de façon non invasive, rapide et peu coûteuse via la tomographie par cohérence optique (OCT). Les vaisseaux rétiniens quant à eux, sont directement visualisables sur des photos du fond d'œil, et des paramètres du réseau vasculaire rétinien peuvent être obtenus par des logiciels d'analyse semi-automatique. Récemment, de nouvelles technologies permettant une évaluation plus fine de la microvascularisation rétinienne et de la paroi des vaisseaux rétiniens ont été développées. Plusieurs travaux se sont intéressés aux liens rétine-cerveau, au travers de l'analyse de l'épaisseur des couches rétiniennes ou de l'analyse de la micro-vascularisation rétinienne, en relation avec l'imagerie cérébrale ou le fonctionnement cognitif. Des associations ont été retrouvées entre certaines couches et différentes structures cérébrales. Sur le plan vasculaire, des altérations micro-vasculaires rétiniennes ont été identifiées comme ayant un potentiel lien avec les pathologies vasculaires cérébrales, ce qui amène à penser que l'évaluation de ces structures microvasculaires rétiniennes pourraient devenir un outil pour repérer les atteintes microvasculaires cérébrales. Objectifs : L'objectif principal est d'analyser les liens entre la rétine (sur le plan des couches nerveuses et sur le plan microvasculaire) et le cerveau (à partir des paramètres d'imagerie cérébrale et des tests cognitifs) chez des sujets jeunes, des personnes âgées de la population générale et des patients avec des troubles cognitifs en utilisant à la fois des technologies classiques et plus innovantes pour l'évaluation de la rétine. Méthodes envisagés : Les données de plusieurs populations, des jeunes étudiants, des personnes âgées de la population générale et des patients avec des troubles cognitifs seront analysées. Ces données proviendront de trois études de cohortes : i-Share, 3 Cités-Alienor et une des cohortes appartenant au projet SHIVA. Tout d'abord, les paramètres rétiniens seront étudiés à partir des examens ophtalmologiques classiques permettant l'étude des différentes couches rétiniennes via l'OCT spectral domain et des paramètres vasculaires rétiniens à partir des photos de la rétine. Ultérieurement, des technologies plus innovantes pour l'évaluation de la rétine seront analysées, à savoir : l'OCT-angiographie et l'optique adaptative. L'évaluation cognitive se fera grâce à la réalisation de différents tests cognitifs explorant plusieurs domaines cognitifs. Les structures cérébrales seront étudiées grâce à l'imagerie cérébrale par résonance magnétique, permettant d'évaluer les volumes cérébraux, les épaisseurs corticales, la microstructure cérébrale et les lésions microvasculaires. Selon les données disponibles dans chaque cohorte, des analyses transversales et longitudinales seront réalisées au travers de modèles de régression. Résultats attendus : Ce projet permettra de mieux comprendre les liens potentiels entre la rétine et le cerveau à partir d'une analyse approfondie des couches rétiniennes et de la microvascularisation rétinienne dans les populations d'intérêt. Si les liens entre la rétine et le cerveau sont confirmés, nos résultats apporteraient des arguments en faveur de l'exploration de la rétine comme un biomarqueur pour l'évaluation des structures cérébrales.

  • Titre traduit

    Nervous and vascular retinal structures: biomarkers for the brain structures?


  • Résumé

    Introduction: The eye and the central nervous system are anatomically linked, because of their common embryological origin. There are many anatomical and functional similarities between the retina and the brain; the retina could be a ‘window' into the brain. Retinal structures are indeed much more easily observable than brain structures. At the retinal level, two types of structures can be visualised: neural retina structures (e.g. retinal layers) and retinal vascular parameters. On the one hand, retinal layers can be evaluated non-invasively, quickly and inexpensively via optical coherence tomography (OCT). Retinal vessels, on the other hand, are directly viewable in ocular fundus photography, and the parameters of the retinal vascular network can be obtained using semiautomatic software applications. Recently, innovative imaging technologies have been developed for a more detailed assessment of retinal microvascularisation and the walls of retinal vessels. Several studies have focused on retina-brain links, through the analysis of retinal layer thickness or retinal microvascularisation, in relation to brain imaging or cognitive functioning. Previous studies have found an association between certain layers and different brain structures. At the vascular level, retinal microvascular alterations have been identified to have a potential relationship with cerebrovascular pathologies, which suggests that the evaluation of these retinal microvascular structures could become a marker for identifying cerebral microvascular alterations. The main objective of this work is to analyse the links between the retina (from retinal layers and microvascular parameters) and the brain (from brain imaging parameters and cognitive tests) in young subjects, elderly people from the general population and patients with cognitive impairment by using both conventional and more innovative technologies for retinal assessment. Methods: We will study retina-brain links in three populations: young students, the general elderly population and patients with cognitive impairment. These individuals will come from three different cohort studies: the i-Share study, the Aliénor-3C study and one cohort study from the SHIVA project “Stopping cognitive decline and dementia by fighting covert cerebral small vessel disease”. We will first evaluate retinal layers assessed by conventional ophthalmological examinations (spectral-domain OCT). Retinal vascular parameters assessed by conventional exam (retinal photos) and then by innovative technologies (OCT-angiography and adaptive optics) will also be investigated. Cognitive assessment will be carried out with psychometric tests exploring several cognitive areas. Brain structures will be studied using various magnetic resonance brain imaging markers (brain volumes, cortical thicknesses, microstructure parameters and microvascular lesions). According to the data available in each cohort, a cross-sectional or longitudinal analysis will be conducted using regression models. Expected results: This project will provide a better understanding of the potential association between the retina and the brain from an in-depth analysis of retinal layers and retinal microvascularisation in the three populations of interest. If the links between the retina and the brain are confirmed, our results would provide arguments in favor of exploring the retina as a biomarker for the evaluation of brain structures.