Différentes modalités d`imagerie : application aux glioblastomes

Différentes modalités d’imagerie : application aux glioblastomes
(Scientifiques : G. Rougon, C. Ricard, Y. Boursier Lycée Jean Perrin, 1S1 : M. Afouf, N. Attal, E. Bertrand, M. Bourse,
C. Faure, M. Fratini, S. Gonçalvés, L. Klinnert, V. Omnes, T. Paris, P. Rebibo, Professeurs : Anglais C. Gallois SVT Y. Maillard).
Le cerveau est entouré de membranes externes appelées méninges. En dessous de celles-ci, se trouve
une substance grise, le cortex cérébral. Le cerveau est divisé en deux hémisphères symétriques composés
eux-mêmes par plusieurs lobes. Cet organe possède plusieurs types de cellules dont les neurones
(responsables de la communication nerveuse), et les cellules gliales qui peuvent se transformer en cellules
cancéreuses.
Les cellules cancéreuses comportent des modifications de l'apparence des chromosomes dans le
noyau (triploïdies ou chromosomes plus long). Elles prolifèrent de façon illimitée et échappent à l'apoptose
(mort cellulaire programmée). Elles sont capables de créer des néo-vaisseaux sanguins. Celles issues des
cellules gliales sont à l'origine des tumeurs cérébrales les plus agressives : les glioblastomes. Par contre, ces
tumeurs métastasent peu.
On utilise un modèle animal pour étudier l'évolution d'un glioblastome. C'est un animal à qui on crée
une pathologie similaire à une maladie humaine dans le but d'observer son évolution. Les modèles les plus
utilisés sont les souris, des mammifères qui ont donc des similitudes anatomiques et cellulaires avec
l'Homme. Elles se reproduisent rapidement (pour faire des croisements) et se rétablissent rapidement (après
une chirurgie). La technique pour poser une fenêtre d'observation en verre sur le cerveau est maîtrisée. De
plus, le gliome injecté à la souris ressemble au glioblastome humain : zone de nécrose centrale, anneau
périphérique irrégulier à fort contraste, cellules en phase proliférative ayant le même aspect. L'étude de
l'évolution du glioblastome nécessite des techniques d'observation :
Le CT Scan est une technique d'imagerie médicale qui consiste à mesurer l'absorption des rayons X
par les tissus. Les données obtenues sont traitées par ordinateur. Cela permet de recomposer des vues en
coupes 2D ou 3D des organes. Dans l'appareil utilisé au CPPM, la souris effectue des rotations entre
l'émetteur et le récepteur de rayons X, qui mesure l'intensité des rayons, partiellement absorbés. On peut
faire ressortir le contraste de certains tissus en injectant un produit qui absorbe fortement les rayons X. Il est
particulièrement utile pour les diagnostics de cancers. Le CT Scan permet de visualiser facilement l'étendue
d'une tumeur en 3D dans les structures profondes du cerveau. La technique n'est pas invasive.
Le microscope à fluorescence est une technique utilisant un microscope optique en se servant de la
fluorescence (celle-ci est la propriété que possède certaines molécules d'émettre la lumière après avoir
absorbé des photons de plus haute énergie). La microscopie en fluorescence repose sur la formation d'images
par détection de lumière émise.
Le microscope biphotonique de l'IBDML utilise un rayon laser envoyé dans le cerveau de la souris.
Le laser pénètre jusqu'à 500µm sous la surface du cerveau. Le microscope peut détecter cinq signaux de
fluorescence distincts. Il permet de distinguer avec précision, par une couleur de fluorescence différente : la
tumeur, les vaisseaux sanguins et les cellules immunitaires dans le micro-environnement tumoral. En effet le
modèle de souris choisi est un croisement de plusieurs souris transgéniques ayant chacune une protéine de
fluorescence différente par type cellulaire. Le rayonnement n'est pas dangereux, on peut mesurer la densité
des cellules tumorales, cette densité est un indicateur du développement de la tumeur.
Ces méthodes sont complémentaires : l'une, à résolution plus précise, permet de voir le détail
cellulaire dans les couches superficielles du cerveau, l'autre, non invasive, permet de visualiser le
développement de la tumeur dans les structures profondes du cerveau. Le développement de la tumeur est
ainsi suivi sur une souris alors que des centaines étaient sacrifiées auparavant, pour obtenir des coupes de
cerveau, sans ces techniques d'imagerie.
Quels avantages présente le modèle animal utilisé avec la microscopie biphotonique intravitale, tout en
respectant les règles d'éthique, pour l'étude de l'évolution du glioblastome ?
En quoi deux techniques d'observation différentes (microscopie biphotonique intravitale et CT Scan) sont-
elles complémentaires pour l'étude de l'évolution d'un glioblastome ?