Michaël Bernier, étudiant postdoctoral au Harvard Medical School et Kevin Whittingstall, professeur-chercheur à la faculté de médecine et des sciences de la santé de l’Université de Sherbrooke et au Centre de recherche du CHUS, ont présenté lundi leur nouvel outil, qui permet de créer un « atlas artériel et veineux du cerveau humain ».

Une percée «révolutionnaire» pour la compréhension du cerveau

La compréhension et le diagnostic de plusieurs maladies dégénératives du cerveau sont limités parce que l’origine de ces maladies est encore inconnue. On pense ici à l’Alzheimer et à la sclérose en plaques notamment. Et si l’on arrivait à comprendre l’origine de ces maladies? Les impacts seraient énormes : on pourrait poser un diagnostic beaucoup plus tôt, trouver de nouvelles pistes de traitements. Une équipe de chercheurs du Centre de recherche du CHUS vient de faire une « percée révolutionnaire » en ce sens et son « atlas artériel et veineux du cerveau humain » a déjà des retombées ailleurs dans le monde.

« Ce qu’on croyait être une neurodégénérescence, c’est peut-être en fait le système vasculaire qui est malade. Et ça, pour moi, c’est révolutionnaire », souligne le Dr Christian Bocti, neurologue au CIUSSS de l’Estrie-CHUS et aussi professeur-chercheur à l’UdeS et au Centre de recherche sur le vieillissement.

Imaginez un atlas comprenant une banque d’images des vaisseaux sanguins chez des humains en bonne santé. Ces images pourraient servir de référence pour cibler des altérations chez des personnes atteintes de dégénérescentre d’origine vasculaire.

C’est donc un logiciel hyperspécialisé et « révolutionnaire » qu’a développé Michaël Bernier, un étudiant qui a fait son doctorat dans l’équipe de Kevin Whittingstall, professeur-chercheur à la faculté de médecine et des sciences de la santé de l’Université de Sherbrooke et au Centre de recherche du CHUS.

« Nous effectuons une séance de dix minutes d’imagerie par résonnance magnétique (IRM) pour prendre deux clichés du cerveau du patient. C’est une IRM non invasive, sans produit de contraste. Le premier vise les artères par la mesure de la vélocité du sang. L’autre mesure les interférences magnétiques et permet de visualiser les veines. Nos images sont si précises qu’elles nous permettent de quantifier la structure, la longueur et le diamètre des différents vaisseaux pour chaque région du cerveau. Michaël (Bernier) les assemble ensuite avec un logiciel informatique alliant mathématiques et traitement d’images et obtient l’arbre vasculaire artérioveineux unique pour chaque patient », soutient Kevin Whittingstall.

L’atlas se compare à une banque de données d’empreintes digitales. L’équipe peut ainsi comparer l’arbre vasculaire du patient avec les des images du cerveau sain et voir s’il y a des variations subtiles. Si c’est le cas, l’équipe cherchera à comprendre d’où viennent ces variations. Est-ce d’une commotion cérébrale ou d’un début de maladie d’Alzheimer par exemple?

Rappelons que le cerveau humain est l’objet connu le plus complexe de l’univers. Il compte de 85 à 100 milliards de neurones, qui comptent chacune jusqu’à 20 000 connexions neuronales.

Science ouverte

Cette nouvelle technologie n’arrivera pas en clinique à court terme. Pour le moment, elle servira uniquement dans des projets de recherche clinique.

« Nous croyons à la science ouverte et notre technologie est disponible pour d’autres chercheurs ailleurs dans le monde, en ligne, gratuitement. Nous croyons que, grâce à cette approche, si le logiciel est utilisé par différents chercheurs dans différents contextes, le développement sera plus rapide et pourra amener des résultats concrets plus rapidement. Ça peut peut-être amener vers des applications auxquelles nous n’avons pas encore pensé », soutient le professeur Whittingstall.

Et c’est déjà commencé. Un article écrit par les chercheurs a fait la page couverture du magazine Human Brain Mapping. Les répercussions se sont fait sentir très, très rapidement.

« Dès le lendemain, j’ai été contacté par un médecin italien qui étudie les AVC. Il fait passer un CT-Scan et des IRM à ses patients après un AVC. Ces images étaient peu utilisées, faute d’outils pour les analyser. Il voyait seulement s’il y avait des sites d’attaques évidents, qui pouvaient guider la neurochirurgie. Dès qu’il a vu l’article, il m’a écrit pour me dire qu’il fallait absolument qu’il collabore avec moi. Il m’a envoyé quelques images, je lui ai fait des reconstructions, et il m’a dit que c’était extraordinaire et qu’on commençait demain matin », explique Michaël Bernier, maintenant étudiant postdoctoral au Harvard Medical School.

Où pourra donc mener un tel outil?

« On peut imager un jour où, avec plusieurs études, on verra que c’est le réseau vasculaire qui est le premier marqueur atteint dans une certaine maladie neurologique. Ça va permettre de répondre à plusieurs questions. D’abord, comment on peut maintenir un réseau vasculaire en santé? Il y a l’exercice, il y a la diète, mais il y a peut-être aussi des interventions pharmacologiques qui vont cibler le réseau vasculaire et non pas neuronal comme c’est le cas actuellement. Alors ça pourrait changer la façon dont on traite certaines maladies », cite en exemple Kevin Whittingstall.

À lire aussi le dossier de La Tribune Lumière sur le cerveau humain