Imagerie ostéo-articulaire périphérique (Aurélie Chabrol )

ECR 2013
Reportage Bourse SFR - Agfa
Imagerie ostéo-articulaire : actualités sur l’arthrose
Aurélie Chabrol, Région Rhône Alpes
L'arthrose touche un grand nombre de personnes dans le monde. Cependant, avec l'émergence de
nouvelles techniques d'IRM, les chercheurs espèrent être en mesure d'empêcher son développement
dans un avenir proche : des experts nous ont présentés dans une session dédiée les dernières
méthodes d’évaluation du tissu cartilagineux.
Le cartilage est composé de collagène et de glycosaminoglycanes (GAG), qui sont responsables des
propriétés biomécaniques du tissu cartilagineux. Une façon intéressante d’imager le cartilage est de
regarder la quantité des GAG qui diminue lors de la dégénérescence tissulaire. Cette diminution des
GAG se produit en raison du vieillissement ou d'une anomalie induite. Ainsi, le risque d’arthrose
serait sept fois plus élevé chez les personnes ayant des antécédents de traumatisme du genou avec
déchirure des ligaments croisés ou lésion méniscale, de méniscectomie partielle ou de reconstruction
ligamentaire. Si la diminution du taux des GAG n’est pas traitée, elle peut conduire à l'arthrose. Les
GAG sont connus pour être parmi les premiers biomarqueurs de la dégénérescence du cartilage et si
une réduction focalisée de la quantité de GAG peut être identifiée, alors un traitement peut être mis
en place afin d'éviter d'autres dommages.
Afin d’objectiver précocement ces modifications, trois techniques principales ont été développées,
toutes réalisées en IRM : l’imagerie du sodium, la cartographie T1 du cartilage (dGEMRIC : delayedgadolinium-enhanced MR imaging) et l’imagerie gagCEST (GAG-dependent chemical exchange
saturation transfer).
Pour l’IRM du sodium, une simple réaction physique est exploitée : les ions sodium ont une charge
positive et se fixent aux GAG qui ont une charge naturelle négative. Grâce à une bobine spécifique, le
sodium dans le cartilage articulaire peut être visualisé et quantifié. Cette quantification est corrélée à
la teneur en GAG. L’IRM du sodium permet d’objectiver la perte en GAG à un stade très précoce de la
dégénérescence cartilagineuse alors que tous les autres éléments de la matrice cartilagineuse sont
encore intacts. Ainsi, les patients à risque sont identifiés plus précocement afin d’empêcher le
développement de l’arthrose. En effet, le cartilage peut être régénéré si la perte en GAG ne dépasse
pas 25 %, notamment par la transplantation de cellules cartilagineuses. L’IRM du sodium peut
également permettre d’évaluer l'efficacité des différentes procédures de réparation du cartilage en
montrant le développement des GAG dans le tissu réparé. Toutefois, le ratio signal/bruit d'un aimant
7 Tesla est nécessaire pour compenser la faible sensibilité de l’IRM du sodium par rapport à
l’imagerie du proton (environ 5 000 fois plus faible pour le sodium). Avec seulement 50 IRM 7 T dans
le monde, cette technique est donc actuellement confrontée à une pénurie de matériel.
La technique dGEMRIC est compatible avec un aimant 3 T, mais elle nécessite une double dose
d'agent de contraste. L’acquisition des images est réalisée entre 60 et 90 minutes après l’injection de
gadolinium. Le principe de l’imagerie dGEMRIC est basé sur la pénétration anormale du Gd dans le
cartilage quand il y a une déplétion en GAG. En cas de lésion cartilagineuse, la fixation du Gd
augmente et l’index T1 du cartilage diminue. Toutefois, compte tenu de la nécessité d’une double
dose de produit de contraste, les scientifiques ont cherché d’autres méthodes d’évaluation du
cartilage à 3 T et ont développé la technique gagCEST.
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ECR 2013
Reportage Bourse SFR - Agfa
Cette technique gagCEST exploite les échanges chimiques entre les protons des GAG et les molécules
d’eau environnantes. Les molécules de GAG sont labellisées et ce marquage est transféré par
échanges chimiques aux molécules d’eau. Le signal de l’eau est alors facilement imagé et ainsi les
molécules de GAG labellisées échangées sont quantifiées. Les chercheurs visent actuellement à
diminuer le temps d’acquisition de cette séquence, à imager la hanche qui a un cartilage plus fin et à
compenser la distance entre l’antenne et l’objet qui est plus grande pour la hanche par rapport à
d’autres articulations telles que le genou.
L’IRM du sodium et l’imagerie gagCEST permettent toutes deux l’évaluation de la réparation du
cartilage des GAG transplantés, donc de la qualité biochimique des tissus réparés. Toutefois, la
qualité biochimique des tissus réparés n’est pas corrélée avec les résultats cliniques du patient,
notamment la persistance ou non d’une symptomatologie douloureuse.
De nouvelles perspectives d’imagerie du cartilage sont donc actuellement en développement afin de
permettre un diagnostic précoce de la dégénérescence et ainsi d’envisager des thérapeutiques
adaptées.
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