Rapport de recherche sur les changements de la microstructure de la substance blanche chez les patients adultes atteints de dystonie cervicale focale idiopathique

Des scientifiques s’efforcent d’étudier la dystonie cervicale focale idiopathique à début adulte (Adult-Onset Idiopathic Focal Cervical Dystonia, AOIFCD), qui est la dystonie idiopathique la plus fréquente chez l’adulte. Cette maladie se manifeste principalement par des postures anormales des muscles du cou et, chez certains patients, par des tremblements de la tête. Les études neuro-imagerie existantes ont déjà indiqué que le réseau moteur clé pourrait être affecté par cette maladie. Cependant, les méthodes de mesure utilisées auparavant manquaient de spécificité pour les différences physiopathologiques sous-jacentes. Par conséquent, les auteurs souhaitent approfondir la compréhension des mécanismes potentiels à travers l’étude de la microstructure des voies motrices de la substance blanche hôte.

Ce document a été rédigé conjointement par Claire L. Maciver, Derek Jones et Katy Green du Cardiff University Brain Research Imaging Centre, et publié dans la revue Neurology en 2024. Le groupe de recherche comprend également Konrad Szewczyk-Krolikowski du North Bristol NHS Trust et Chantal M.W. Tax du University Medical Center Utrecht. Les résultats ont aussi été présentés lors d’une conférence de la revue en août 2024.

Méthodologie

Recrutement des participants et approbation éthique

Le recrutement des participants a été effectué par le Welsh Movement Disorder Research Network, avec les numéros de recherche 14/WA/0017 et IRAS ID 146495. La collecte des données phénotypiques cliniques a été réalisée grâce à un registre mondial de la dystonie myoclonique et de l’étude des symptômes non moteurs. Tous les participants ont signé un consentement éclairé écrit, et l’étude d’imagerie cérébrale a été approuvée par le comité d’éthique de la Cardiff University School of Medicine (numéro ¹⁸⁄₃₀).

Identification du phénotype clinique

Le jour de l’examen, tous les participants ont subi un examen clinique vidéo détaillé et ont été évalués selon l’échelle Burke-Fahn-Marsden Dystonia Rating Scale (BFMDRS) et le Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Scale (TWSTRS). Des données phénotypiques non motrices ont également été collectées, comprenant des enquêtes sur les symptômes psychiatriques, la qualité du sommeil, la douleur et la qualité de vie, ainsi que la CAMBRIDGE Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB) pour évaluer les fonctions cognitives.

Acquisition et prétraitement des données IRM

Toutes les données d’imagerie ont été recueillies avec un scanner 3T Connectom (Siemens Healthcare), en utilisant une bobine de tête à 32 canaux, avec un temps d’évaluation de la substance blanche d’environ 45 minutes. Le traitement de l’image comprenait la réduction du bruit, la correction des artefacts, l’équilibrage des contrastes et la correction des non-linéarités du gradient.

Pour l’analyse des données, l’algorithme TractSeg de pointe a été utilisé pour segmenter les faisceaux de substance blanche d’intérêt, et les données de diffusion prétraitées ont été appliquées à plusieurs tiroirs de Belles, des Béringuets et des vecteurs multi-directionnels ; ensuite, plusieurs modèles de calcul de paramètres (par exemple, FA, MK, NODDI, SM) ont été utilisés pour les calculs et les estimations de paramètres.

Analyse des données et statistiques

Les auteurs ont effectué l’analyse statistique à l’aide de RStudio, en appliquant un modèle de régression pour comparer l’état de maladie avec divers paramètres, y compris l’âge, le sexe et l’utilisation de la main comme covariables. Pour corriger les comparaisons multiples, la correction de Bonferroni a été utilisée, ainsi que l’analyse de la corrélation du coefficient de Pearson pour explorer l’association entre les caractéristiques phénotypiques cliniques et les paramètres de diffusion significatifs.

Résultats de l’étude

Caractéristiques des participants

Les données de 76 participants ont été obtenues (comprenant 50 patients atteints d’AOIFCD et 30 témoins sains), avec 4 patients exclus pour des raisons d’imagerie ou autres. Les caractéristiques démographiques détaillées des participants, telles que l’âge, le sexe, l’utilisation de la main, étaient similaires et sans différence significative.

Résultats de la Tractographie et de la Tractométrie

Dans les résultats de la tractographie de la substance blanche, aucune différence significative n’a été observée entre le groupe AOIFCD et le groupe témoin. En revanche, l’analyse de la tractométrie a montré des différences locales significatives, principalement impliquant les radiations antérieures du thalamus, le faisceau thalamus-prémoteur et le faisceau striatum-prémoteur. Plus précisément, les radiations antérieures du thalamus présentaient une valeur FA inférieure, une valeur RK inférieure et une valeur ODI plus élevée, indiquant des changements micro-structuraux dans cette région. Le segment médian du faisceau thalamus-prémoteur montrait une valeur MK plus élevée et une densité neuritique (NDI) plus faible, tandis que le segment distal avait une valeur ODI augmentée et une valeur f diminuée, suggérant une augmentation de la dispersion des fibres. Le segment proximal du faisceau striatum-prémoteur montrait une valeur f plus faible, indiquant une possible diminution de la densité axonale dans cette région.

Étude de la corrélation clinique

L’analyse de corrélation de Pearson a révélé une corrélation significative entre plusieurs paramètres d’imagerie et les caractéristiques cliniques phénotypiques. Par exemple, le segment médian des radiations antérieures du thalamus ODI était négativement corrélé avec le score total du questionnaire sur les troubles du sommeil, reflétant leur relation étroite. Ces découvertes suggèrent que les changements de la microstructure de la substance blanche peuvent être étroitement liés aux diverses caractéristiques cliniques des patients atteints d’AOIFCD.

Conclusion et importance de l’étude

Cette étude a identifié des différences locales de la microstructure des voies motrices de la substance blanche chez des patients adultes atteints de dystonie cervicale focale idiopathique, à l’aide de l’IRM par gradients de diffusion ultra-puissants. Les résultats mettent en évidence des anomalies dans les radiations antérieures du thalamus, le faisceau thalamus-prémoteur et le faisceau striatum-prémoteur. Les résultats soulignent la relation étroite entre les changements subtils de la microstructure de la substance blanche et les symptômes liés à l’AOIFCD, et indiquent que cette maladie pourrait impliquer une surutilisation ou une sous-utilisation de certaines voies motrices, entraînant un déséquilibre et provoquant une activité musculaire anormale.

Le point fort de cette étude réside dans l’application de l’IRM par gradients de diffusion haute résolution, qui a permis une meilleure sensibilité au signal et une estimation plus précise des paramètres du modèle, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes potentiels de l’AOIFCD. Des recherches futures nécessiteront une validation de ces résultats, notamment à travers des études de cohorte à grande échelle et des expériences de contrôle pathologique, pour clarifier davantage les changements histologiques sous-jacents aux différences observées dans l’imagerie.