Réduction soutenue des tremblements essentiels avec une stimulation transcrânienne par ultrasons focalisés de faible puissance et non thermique chez l’Homme

Contexte de l’étude

Le tremblement essentiel (Essential Tremor, ET) est l’une des maladies neurologiques les plus courantes, se manifestant principalement par des tremblements d’action bilatéraux des membres supérieurs pendant plus de trois ans. Pour les tremblements essentiels résistants aux traitements médicamenteux, on recourt souvent à des interventions neurochirurgicales telles que la stimulation cérébrale profonde (Deep Brain Stimulation, DBS) et l’ablation. Cependant, bien que la DBS soit la norme pour le traitement des troubles du mouvement, son caractère invasif et sa spécificité spatiale limitée intensifient la nécessité de trouver des méthodes plus précises et avec moins d’effets secondaires.

Ces dernières années, la stimulation transcrânienne par ultrasons (Transcranial Ultrasound Stimulation, TUS) est devenue une technique de stimulation cérébrale non invasive qui, grâce à la compensation des déformations du crâne, permet un ciblage précis à l’échelle millimétrique, évitant ainsi la procédure invasive liée à la DBS et surmontant les limitations spatiales de la stimulation magnétique transcrânienne (Transcranial Magnetic Stimulation, TMS). Cet article propose l’hypothèse que la TUS de faible puissance guidée par IRM peut induire une réduction soutenue de l’amplitude des tremblements chez des patients souffrant de tremblements essentiels résistants aux médicaments.

Origine de l’article

Cet article, intitulé “Sustained Reduction of Essential Tremor with Low-Power Non-Thermal Transcranial Focused Ultrasound Stimulations in Humans”, est rédigé par Thomas Bancel, Benoît Béranger, Maxime Daniel et al., provenant de divers instituts de recherche renommés tels que Physics for Medicine Paris, Insightec, ICM-Paris Brain Institute, etc. L’article a été publié dans la revue “Brain Stimulation” de l’édition 2024 et mis en ligne le 9 mai 2024.

Processus de l’étude

Méthodes de l’étude

1. Inclusion des patients et examen éthique :

   • Tous les patients (au nombre de 9) ont participé à l’étude ULTRABRAIN (Numéro ClinicalTrial.gov : NCT04074031), approuvée par le comité d’éthique.
   • Les patients ont signé un consentement éclairé écrit et ont immédiatement subi une thalamotomie après l’étude de la stimulation neuronale.

2. Évaluation motrice :

   • Évaluation des tremblements de base en utilisant l’échelle de notation clinique pour les tremblements (Clinical Rating Scale for Tremor, CRST) développée par Fahn, Tolosa et Marin.
   • Utilisation d’accéléromètres 3D compatibles avec l’IRM posés sur le dos des deux mains pour évaluer la gravité des tremblements dans des postures standardisées.

3. Localisation anatomique :

   • Après acquisition des images anatomiques et de diffusion par imagerie par résonance magnétique (IRM) 3T Siemens Prisma, les neurochirurgiens ont déterminé les cibles anatomiques du VIM et du DRT d’après l’atlas de Guiot.

4. Protocole de neuromodulation :

   • Utilisation du dispositif Insightec Exablate Neuro pour appliquer une stimulation ultrasonique de faible puissance, impliquant un ensemble à 1024 éléments disposé en demi-cercle de 15 cm de rayon, ciblant la main dominante de chaque patient.
   • Test de différents modes de stimulation ultrasoniques, incluant le mode 1, le mode haut rapport cyclique 2 et les modes bas rapport cyclique 3 et 4, pour observer leurs effets de neuromodulation sur les zones spécifiques des tremblements.

5. Collecte et analyse des données de tremblement :

   • Enregistrement des données des tremblements avant et après chaque stimulation, analysées avec un logiciel MATLAB personnalisé pour déterminer les variations de puissance du tremblement avant et après la stimulation.

Résultats de l’étude

1. Variation globale de la puissance des tremblements :

   • La stimulation neuronale VIM combinée avec une stimulation DRT à faible rapport cyclique (5 %) a significativement réduit la puissance des tremblements chez quatre patients, avec une réduction maximale de 89,9 %.
   • La stimulation VIM seule à faible rapport cyclique (5 %) a atteint une réduction des tremblements allant jusqu’à 93,4 %.
   • Quatre patients n’ont pas montré de réponse.
   • La température des zones ciblées n’a augmenté que légèrement à 37,2 ± 1,4°C, indiquant une absence d’effet thermique significatif.

2. Analyse statistique :

   • La majorité des patients ont montré une réduction significative de la puissance des tremblements sous certains modes de stimulation ultrasonique, bien que les variations soient présentes entre les individus. Les données globales indiquent que l’utilisation de paramètres et de ciblages ultrasonores appropriés peut produire des améliorations significatives des tremblements.

Conclusion et importance de l’étude

Cette étude clinique expérimentale a démontré la faisabilité et l’efficacité de la TUS de faible puissance guidée par IRM pour réduire les tremblements essentiels. Les résultats montrent que la TUS peut réduire considérablement la puissance des tremblements en peu de temps, et cet effet peut durer plusieurs minutes chez certains patients, jusqu’à 30 minutes. Cette étude pose les bases pour le traitement non invasif futur des tremblements essentiels et offre de nouvelles perspectives pour l’application de la TUS dans le domaine de la neuromodulation.

Points forts de l’étude

1. Innovation et originalité :

   • Cette étude est la première à vérifier l’effet de contrôle significatif des tremblements par la TUS de faible puissance et non thermique en clinique, ouvrant de nouvelles directions pour les recherches futures et les applications cliniques.

2. Ciblage précis :

   • Utilisation de technologies avancées d’imagerie par IRM et d’équipements de ciblage ultrasonore précis pour atteindre un ciblage de haute précision des régions des tremblements, offrant des avantages distincts par rapport à la TMS et la DBS traditionnelles.

3. Mécanisme non thermique :

   • Dans cette étude, l’amélioration des tremblements par la TUS n’est pas due à une élévation de température, soutenant que son mécanisme d’action principal est non thermique, ce qui confère à la TUS des avantages évidents en termes de sécurité et de contrôlabilité.

4. Orientations futures de la recherche :

   • Cette étude ouvre la possibilité d’une utilisation plus large de la TUS dans la neuromodulation, notamment pour des maladies liées aux structures cérébrales profondes. Les futures recherches devraient se concentrer sur l’exploration de l’impact des différents paramètres ultrasonores sur le contrôle des tremblements, et inclure des études comparatives pour valider et affiner les résultats.

Cet article met en lumière le potentiel énorme de la TUS dans le domaine des neurosciences et suscite des attentes pour des recherches scientifiques supplémentaires visant à explorer ses mécanismes et sa valeur pratique.