Des chercheurs de l’EPFL ont développé une nouvelle méthode d’IRM appelée imagerie de la créatine kinase (CKI) pour cartographier l’activité de la créatine kinase dans le cerveau, ce qui est crucial pour comprendre comment les cellules cérébrales régénèrent l’ATP en réponse à des demandes d’énergie accrues. Les besoins énergétiques élevés du cerveau nécessitent des réactions biochimiques rapides pour stabiliser la disponibilité de l’ATP, la créatine kinase (CK) jouant un rôle clé en facilitant le transfert des groupes phosphates entre la phosphocréatine et l’ATP. Des altérations de l’activité de la CK ont été associées à diverses pathologies, notamment le vieillissement et les maladies neurodégénératives, mais la mesure non invasive de l’activité de la CK dans le cerveau humain s’est avérée difficile en raison des limites des techniques existantes.
La méthode CKI, mise au point par Lijing Xin et ses collègues, utilise l’empreinte digitale par résonance magnétique pour produire des cartes tridimensionnelles du cerveau entier qui évaluent le taux de régénération de l’ATP. Cette technique implique une séquence d’impulsions de radiofréquence et des changements de temps qui génèrent des évolutions caractéristiques du signal, qui sont ensuite mises en correspondance avec un modèle d’échange chimique. La méthode a été validée sur un scanner IRM de 7 Tesla et peut également cartographier le rapport de concentration phosphocréatine/ATP et corriger les décalages de champ magnétique. Les premiers tests effectués sur des volontaires sains ont révélé des différences régionales dans les taux de réaction de la CK, le lobe pariétal présentant la vitesse de régénération de l’ATP la plus élevée et le putamen la plus faible. Une version fonctionnelle de la CKI (fCKI) a démontré une augmentation de l’activité de la CK dans le cortex visuel lors d’une stimulation visuelle.
La CKI et la fCKI offrent une nouvelle perspective sur le fonctionnement du cerveau en se concentrant sur la bioénergétique, ce qui permet de comprendre comment les réactions d’accumulation d’énergie fonctionnent et changent en fonction de l’activité. Ces techniques pourraient s’avérer précieuses pour la recherche sur les troubles neurologiques et psychiatriques dans lesquels l’énergétique cérébrale est altérée et pour l’exploration de stratégies thérapeutiques ciblant la créatine et l’énergétique liée à la CK. Le développement de l’ICK représente une avancée significative dans l’imagerie cérébrale non invasive, qui pourrait contribuer à la compréhension et au traitement des pathologies associées à une altération du métabolisme énergétique.
Source :
https://actu.epfl.ch/news/whole-brain-mri-maps-a-key-brain-energy-reaction/
