Étude sur le vieillissement du plexus choroïde et les changements dynamiques du liquide céphalo-rachidien

Contexte

Le plexus choroïde (Choroid Plexus, CHP) est une structure hautement vascularisée située dans les ventricules cérébraux, principalement responsable de la production du liquide céphalo-rachidien (LCR) et de l’élimination des déchets métaboliques. Il joue un rôle crucial dans le maintien de l’homéostasie des fluides neuronaux et des fonctions cognitives. Avec l’âge, le volume du plexus choroïde augmente, un phénomène particulièrement visible lors du vieillissement normal et dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer. Bien que le plexus choroïde joue un rôle clé dans la barrière hémato-encéphalique (Blood-CSF Barrier, BCSFB), les études sur les changements de perfusion et de microstructure liés à l’âge restent limitées.

Pour mieux comprendre les changements du plexus choroïde au cours du vieillissement et leur impact sur la dynamique du LCR, les chercheurs ont utilisé les données du projet Human Connectome Project (HCP) sur le vieillissement pour analyser en détail 641 individus en bonne santé. Cette étude vise à quantifier les changements de perfusion et de microstructure du plexus choroïde à l’aide de techniques d’imagerie par résonance magnétique (IRM) structurelle, de marquage spin artériel (Arterial Spin Labeling, ASL) et d’imagerie de diffusion (Diffusion-Weighted Imaging, DWI), et à explorer les relations entre ces changements, l’âge et le sexe.

Source de l’article

Cette étude a été réalisée par Zhe Sun, Chenyang Li, Jiangyang Zhang, Thomas Wisniewski et Yulin Ge de la NYU Grossman School of Medicine. L’article a été publié en 2024 dans la revue Fluids and Barriers of the CNS sous le titre “Choroid plexus aging: structural and vascular insights from the HCP-aging dataset”.

Méthodologie et résultats

1. Sujets de l’étude et acquisition des données

L’étude a utilisé les données de 641 volontaires sains issus du projet HCP sur le vieillissement, âgés de 36 à 90 ans. Tous les participants ont subi un protocole d’imagerie complet, incluant l’IRM structurelle, l’ASL et la DWI. Les chercheurs ont segmenté le plexus choroïde à l’aide d’images IRM pondérées en T1 et T2, et ont mesuré les caractéristiques de perfusion et de diffusion du plexus choroïde à l’aide des données ASL et DWI.

2. Segmentation du plexus choroïde et traitement des images

En raison de la petite taille du plexus choroïde et de son immersion dans le LCR, les méthodes traditionnelles de segmentation par FreeSurfer manquaient de précision. Pour remédier à cela, les chercheurs ont utilisé un modèle de mélange gaussien bayésien (Gaussian Mixture Model, GMM) pour améliorer la précision de la segmentation. En combinant les images pondérées en T1 et T2, les chercheurs ont pu mieux distinguer les signaux du plexus choroïde de ceux des tissus environnants, obtenant ainsi des résultats de segmentation plus précis.

3. Analyse de la perfusion et de la diffusion

Les chercheurs ont utilisé la technique ASL pour mesurer le débit sanguin cérébral (Cerebral Blood Flow, CBF) et le temps de transit artériel (Arterial Transit Time, ATT) du plexus choroïde, et ont calculé le coefficient de diffusion moyen (Mean Diffusivity, MD) à l’aide de la DWI. Les résultats ont montré que le volume du plexus choroïde augmentait significativement avec l’âge (R² = 0,2, p < 0,001), tandis que le CBF diminuait significativement (R² = 0,17, p < 0,001). De plus, les valeurs de MD augmentaient avec l’âge (R² = 0,16, p < 0,001), indiquant une détérioration de l’intégrité microstructurale du plexus choroïde avec le vieillissement.

4. Analyse des différences entre les sexes

L’étude a également révélé que la diminution du CBF du plexus choroïde était plus rapide chez les femmes que chez les hommes (β_femme = -0,63, β_homme = -0,38), et que l’augmentation du volume du plexus choroïde était également plus rapide chez les femmes. Cependant, après ajustement pour le volume intracrânien, aucune différence significative n’a été observée entre les hommes et les femmes en termes de volume du plexus choroïde et de valeurs de MD.

5. Observation des structures kystiques

Les chercheurs ont observé une augmentation de la fréquence des structures kystiques dans le plexus choroïde chez les individus âgés. Ces structures apparaissaient hypo-intenses sur les images pondérées en T1 et hyperintenses sur les images pondérées en T2, avec des valeurs de MD inférieures à celles du LCR. Les valeurs de CBF des structures kystiques étaient également significativement plus faibles que celles des régions non kystiques, suggérant que ces structures pourraient affecter la fonction de perfusion du plexus choroïde.

Conclusion et implications

Cette étude a quantifié en détail les changements de perfusion et de microstructure du plexus choroïde au cours du vieillissement à l’aide d’un large ensemble de données. Les résultats montrent que l’augmentation du volume du plexus choroïde, la diminution du CBF et l’augmentation des valeurs de MD pourraient être liées à la dégénérescence vasculaire et aux dommages microstructuraux liés à l’âge. Ces changements pourraient entraîner une production insuffisante de LCR et une accumulation de déchets, affectant ainsi les fonctions cognitives.

L’étude se distingue par l’utilisation de techniques ASL et DWI à haute résolution, combinées à des méthodes de segmentation avancées, fournissant une analyse quantitative détaillée des changements du plexus choroïde au cours du vieillissement. De plus, l’étude a observé pour la première fois dans une large population la corrélation entre l’âge et les structures kystiques du plexus choroïde, offrant une nouvelle perspective pour les recherches futures sur le rôle du plexus choroïde dans les maladies neurodégénératives.

Valeur de l’étude

Cette étude approfondit notre compréhension des changements du plexus choroïde au cours du vieillissement et fournit des biomarqueurs potentiels pour le diagnostic précoce des maladies neurodégénératives. En révélant les changements de perfusion et de microstructure du plexus choroïde, l’étude offre une base théorique pour le développement d’interventions ciblant les anomalies de la dynamique du LCR. De plus, les techniques d’imagerie à haute résolution et les méthodes de segmentation avancées utilisées dans cette étude constituent une référence technique importante pour les futures recherches en neuro-imagerie.

Cette étude fournit de nouvelles perspectives sur le rôle du plexus choroïde dans le vieillissement et les maladies neurodégénératives, et jette les bases pour les recherches cliniques et les stratégies thérapeutiques futures.