Les récentes avancées dans le domaine de l’imagerie cérébrale pourraient apporter de bonnes nouvelles aux personnes souffrant de dépression. Deux nouveaux types d’IRM semblent capables de repérer des caractéristiques cérébrales distinctes de la maladie.

Les chercheurs affirment que leurs résultats approfondissent les connaissances sur la façon dont la dépression affecte le cerveau et devraient conduire à de meilleurs traitements.

L’un des nouveaux types d’IRM révèle des différences dans la barrière hémato-encéphalique (BHE), et l’autre met en évidence des différences dans le réseau complexe de connexions du cerveau.

Les scientifiques ont récemment utilisé les nouvelles technologies d’IRM chez des personnes souffrant ou non de troubles dépressifs majeurs (TDM).

Les présentations sur les résultats sont en vedette cette semaine au RSNA 2019, la 105e réunion annuelle de la Radiological Society of North America, qui se déroule à Chicago, IL.

Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la dépression touche plus de 264 millions de personnes dans le monde.

La dépression et la BHE

La dépression est plus que le sentiment de tristesse que la plupart des gens éprouvent au quotidien. Elle peut être un problème de santé grave, surtout lorsque les symptômes persistent. Les formes les plus graves de dépression peuvent conduire au suicide.

La perte d’intérêt pour les activités quotidiennes, le sentiment de désespoir et la fatigue sont quelques-uns des principaux symptômes du TDM.

Si les scientifiques savent que des modifications du cerveau accompagnent les symptômes du TDM, leur compréhension des mécanismes sous-jacents est insuffisante pour répondre au besoin urgent de meilleurs traitements.

Kenneth T. Wengler, Ph.D., chercheur au département de psychiatrie de l’université Columbia, à New York, est le premier auteur de l’étude qui a examiné les liens entre le TDM et les modifications de la BHE.

« Malheureusement », dit Wengler, « avec les traitements actuels [pour le TDM], il y a un grand risque de rechute ou de récidive ».

« Pour développer de nouveaux traitements plus efficaces, nous devons améliorer notre compréhension du trouble », ajoute-t-il.

La BHE est un ensemble unique de propriétés des vaisseaux sanguins du cerveau qui leur permet de contrôler le mouvement des molécules et des cellules entre eux et les tissus qu’ils desservent.

La BHE protège le cerveau des toxines nocives et des agents pathogènes qui peuvent se trouver dans la circulation sanguine.

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Réduction de la perméabilité à l’eau dans la BHE

Wengler et ses collègues ont utilisé un nouveau type d’IRM qu’ils ont eux-mêmes développé. Cette méthode, qu’ils ont baptisée « codage de la diffusivité intrinsèque des spins marqués artériels » ou IDEALS, permet aux scientifiques d’étudier le mouvement de l’eau à travers la BHE.

Ils ont utilisé la nouvelle IRM pour étudier la BHE de 14 personnes atteintes de TDM et de 14 participants témoins en bonne santé.

Les scans du cerveau des participants ont révélé que les personnes atteintes de TDM présentaient une perméabilité réduite à l’eau dans leur BHE ; l’eau passait moins facilement de leurs vaisseaux sanguins aux tissus cérébraux que chez les témoins sains.

La différence de perméabilité à l’eau de la BHE était particulièrement marquée dans deux régions du cerveau : l’amygdale et l’hippocampe. Des recherches antérieures en imagerie chez des personnes atteintes de TDM ont également mis en évidence ces deux régions.

« Nous avons observé une perturbation de la barrière hémato-encéphalique dans des régions de la matière grise connues pour être altérées dans le TDM », explique Wengler.

Perturbation du connectome

La deuxième étude a examiné les perturbations de ce que les scientifiques appellent le connectome, c’est-à-dire « la connectivité spatiale complète, point par point, des voies neuronales dans le cerveau ».

Les études précédentes qui ont examiné le connectome en relation avec le TDM ont eu tendance à se concentrer sur la connectivité entre les régions du cerveau.

La nouvelle étude est différente, car elle examine plus en profondeur le connectome au sein des régions du cerveau.

Guoshi Li, docteur en médecine, chercheur du groupe d’affichage, d’amélioration et d’analyse des images à l’école de médecine de l’Université de Caroline du Nord, à Chapel Hill, en était le premier auteur.

Li et ses collègues ont utilisé l’IRM fonctionnelle (IRMf) accompagnée d’un nouvel outil appelé cadre d’inversion de modèle neuronal multi-échelle. Ils ont utilisé cette nouvelle méthode pour scanner 66 adultes atteints de TDM et 66 participants témoins en bonne santé.

Ces techniques ont permis à l’équipe d’examiner l’activité des circuits microscopiques en relation avec l’activité cérébrale à grande échelle. Ils ont évalué l’excitation et l’inhibition parmi les circuits de cellules cérébrales. Un cerveau sain fonctionne mieux lorsqu’il y a un équilibre entre l’excitation et l’inhibition.

Les résultats de l’IRMf ont montré que dans le cortex préfrontal latéral dorsal, les personnes souffrant de TDM présentaient des schémas d’excitation et d’inhibition différents de ceux des personnes ne souffrant pas de TDM.

Le cortex préfrontal latéral dorsal est une région du cerveau qui aide à réguler la maîtrise de soi et les émotions. Sa fonction inclut la régulation de l’amygdale. Les scientifiques pensent depuis longtemps que les symptômes dépressifs peuvent apparaître lorsque le cerveau ne parvient pas à inhiber correctement l’amygdale.

« Dans notre étude », explique Li, « nous avons constaté que l’excitation et l’inhibition dans les régions du cerveau qui contrôlent les fonctions exécutives et la régulation émotionnelle étaient réduites chez les patients atteints de TDM. »

« Cela suggère que les fonctions de contrôle dans le TDM sont altérées, ce qui peut conduire à des réponses élevées dans l’amygdale, entraînant une augmentation de l’anxiété et d’autres humeurs négatives », ajoute-t-il.

Les chercheurs ont également constaté qu’une autre zone du cerveau impliquée dans la régulation des émotions, le thalamus, tendait à présenter une excitation récurrente plus élevée chez les personnes atteintes du TDM.

Selon le professeur Li, ces nouvelles découvertes aideront les scientifiques à comprendre les caractéristiques plus profondes de la connectivité cérébrale dans la dépression. Il explique que jusqu’à présent, ils n’avaient qu’une « compréhension superficielle de la connectivité ».

« Cette méthode nous permet d’identifier la connectivité altérée dans chaque région du cerveau, ce qui en fait un outil potentiellement plus puissant pour étudier le neuro-mécanisme des troubles cérébraux et développer un diagnostic et un traitement plus efficaces. »

Guoshi Li, Ph.D.

Le programme de la RSNA 2019 donne les détails suivants sur les deux études, qui n’ont pas encore figuré dans des revues à comité de lecture :

« Blood-Brain Barrier Water Permeability Disruption in Major Depressive Disorder » a été présenté lors de la session SSM19-05 le mercredi 4 décembre 2019.

 » Multiscale Modeling of Intra-Regional and Inter-Regional Connectivities and Their Alterations in Major Depressive Disorder  » a été présenté à la session SSJ19-04 le mardi 3 décembre 2019.