IRM cérébrales et médullaires pathologiques dans le cas d'une SCLEROSE EN PLAQUE
- Sommaire :
La banque Neuropéda comporte trois IRM anatomiques d'un même patient, acquises avec des techniques différentes, permettant d'illustrer une maladie auto-immune inflammatoire : la sclérose en plaque (SEP). Ces trois images sont indexées de la manière suivante dans la banque AnaPéda :
AnaPeda\1BanqueNeuroPeda\12ImagerieAnatomique\122PathologiesLesions\
1224LesionsMedullaires\12242LesionMedullaireNonTrauma
- IRMsujet122422PathologieMedullaireSEP-T2.anat.nii.gz
AnaPeda\1BanqueNeuroPeda\12ImagerieAnatomique\122PathologiesLesions\
1225InflammationCerebrale\12251ScleroseEnPlaque
- IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-T1Gado.anat.nii.gz
- IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-Flair.anat.nii.gz
Il s'agit de données médicales anonymisées, obtenues dans le respect du règlement général sur la protection des données (RGPD) et dans le respect du code de la santé publique relatif au droit au respect de la vie privée du patient et du secret des informations le concernant.
Dr Lenglet Hugo, Urgentiste, APHP
Dr Mouton Aurélie, Neurologue, CHU Nice
Dr Mondot Lydiane, Neuro-Radiologue, Service Imagerie Médicale, CHU Nice
L’IRM est un outil fondamental à la fois dans le diagnostic mais également dans le suivi de l'évolution de la sclérose en plaque, maladie inflammatoire auto-immune qui se caractérise par la destruction de la gaine de myéline entourant les axones. C'est pourquoi les médecins utilisent plusieurs "séquences" d'acquisition donnant des informations différentes et complémentaires les unes des autres.
Caractérisation des lésions de SEP en IRM
Au niveau cérébral, les plaques sont de taille variable (de quelques millimètres à plusieurs centimètres), situées dans différentes régions de la substance blanche (périventriculaire dont fréquemment le corps calleux, juxta-corticale et sous-tentorielle c'est à dire cervelet et tronc cerebral), de forme souvent ovoïde avec un grand axe perpendiculaire aux ventricules et quelquefois rehaussées après injection de gadolinium. La distribution des lésions au niveau des deux hémisphères est en général asymétrique.
Au niveau médullaire, les lésions touchent le plus souvent l’étage cervical, sont peu étendues (inférieures à 3 corps vertébraux) et prédominent dans la partie postérieure de la moelle.
La SEP se caractérise également par une diminution du volume cérébral.
Les différentes séquences d'acquisition
Ci-après 3 images d'un même patient montrant en IRM l'aspect des lésions cérébrales dans le cas d'une sclérose en plaque, avec trois techniques d'acquisition différentes. (même plan de coupe)
Se pose donc la question du choix de l'image la plus pertinente dans le cadre d'une exploitation pédagogique par des yeux non aguérris.
Dans le milieu médical :
1- La séquence FLAIR (" Fluid Attenuated Inversion Recovery ") : Cette séquence est adaptée pour la recherche des lésions de la substanceblanche telle que les AVC, les démyélinisations inflammatoires (SEP). Elle permet de visualiser l’ensemble des lésions, indépendamment du moment de leur survenue, sous forme de taches blanches appelées "hypersignal".
2- La séquence pondérée en T1 permet de rechercher des lésions anciennes qui apparaissent sous la forme d'hyposignaux : "trous noirs" ou "taches noires - sombres" sur l'image. La séquence T1 est par ailleurs utilisée pour rechercher des lésions récentes actives et inflammatoires après injection intraveineuse de produit de contraste (Gadolinium). Le gadolinium induit des hypersignaux sur des images pondérées en T1. Il se verra là où le produit de contraste diffuse, dans les vaisseaux, dans les tissus inflammatoires où il existe une hyperhémie et dans les lésions cérébrales où il existe des ruptures de la barrière hémato-encéphalique. Avec cette technique, dans le cas de la SEP, les lésions récentes apparaissent alors sous la forme de "taches blanches" très intenses ou "hypersignal". En effet, au sein des nouvelles lésions, l’inflammation provoque une rupture de la barrière entre les petits vaisseaux et le tissu cérébral (la "barrière hémato-encéphalique"), permettant le passage du produit de contraste. On parle alors de lésions qui "prennent le contraste".
Coupe axiale en séquence pondérée en T1 après injection de gadolinium.
Certaines lésions récentes sont rehaussées par le produit de contraste (hypersignal), alors que d’autres restent en hyposignal.
Remarque : Dans la sclérose en plaque, il n'y a pas de corrélation entre la gravité des symptômes cliniques et l'atteinte radiologique.
Analyse des images présentes dans la banque Neuropéda
Les trois images présentes dans la banque proviennent d'un même patient.
1- IRMsujet122422PathologieMedullaireSEP-T2.anat.nii.gz
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Affichage avec le logiciel IRMsujet122422PathologieMedullaireSEP-T2.anat.nii.gz |
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Seul le plan sagittal est exploitable Quelques lésions (flèches) touchent uniquement l’étage cervical |
2- IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-Flair.anat.nii.gz
L'image est obtenue avec une séquence d'acquisition Flair. Le signal provenant du liquide céphalo-rachidien (LCR) est supprimé et un long TE (temps d'écho) est utilisé afin de donner à cette séquence une forte pondération T2.
Sur une image acquise avec une séquence Flair, la substance blanche apparait en gris foncé, la substance grise en gris clair et le LCR en noir contrairement à une image acquise en T2 dans laquelle il apparait en blanc.
séquence T2
séquence Flair
Aide à la lecture d'une IRM - Comparaison d'une image en séquence T2 et Flair
La séquence Flair est davantage exploitable pour l'élève que celle en T1 gadolinium car les zones de substance blanche démyélénisés apparaissent en hypersignal. Chez un patient atteint de SEP, on observe donc des zones en hypersignal (blanc) dans la substance blanche colorée en gris foncé, qui correspondent à des zones de démyélinisation. En revanche, sur l'IRM en T1 gadolinium d'un patient atteint de SEP, il faut chercher un hyposignal, "un trou noir", dans une zone sombre, ce qui est moins évident pour un œil non aguerri.
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Affichage avec le logiciel IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-Flair.anat.nii.gz |
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Lésions multiples (flèche) de la substance blanche (hypersignaux) à prédominance périventriculaire. Certaines lésions sont inflammatoires donc actives car elles prennent le contraste (Voir image T1gadolinium) |
3- IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-T1Gado.anat.nii.gz
L'image est obtenue avec une séquence d'acquisition pondérée en T1 avec injection de gadolinium. Il faut rechercher des zones en hyposignal c'est à dire des "taches noires" dans la substance grise qui apparaissent en gris plus foncé et les quelques lésions actives qui apparaissent alors réhaussé en donc en blanc (hypersignal).
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Affichage avec le logiciel IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-T1Gado.anat.nii.gz |
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Coupe axiale en séquence pondérée en T1 après injection de gadolinium. Lésion inflammatoire active (hypersignal) après injection intraveineuse de produit de contraste (Gadolinium) |
Mise en garde à propos de la technique d'acquisition des images
| Comparaison d'une lésion cérébrale dans le lobe frontal gauche avec deux séquences d'acquisition différentes pour un même patient | |
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IRM Anatomique en T2 (LCR en hypersignal Blanc)
Lésion peu visible
Substance blanche apparait en gris foncé (
 Noir)Substance grise apparait en gris clair (
Blanc) |
IRM Anatomique en T2 FLAIR (LCR noir )
Lésion bien visible
Substance blanche apparait en gris foncé (
Noir) Substance grise apparait en gris clair (
Blanc) |
Il conviendra donc d'être vigilant, dans la construction de la séquence pédagogique, quant au choix de la technique d'acquisition de l'image anatomique qui servira de référence pour comparaison avec l'image en T2 FLAIR qui parait la plus exploitable par des élèves. Pour le moment, la banque Neuropéda ne dispose d'aucune image anatomique saine en T2 Flair pour servir de référence, mais seulement d'une image en T2.
Une malade consulte pour des troubles neurologiques. Il s'agit d'une jeune femme, âgée de 32 ans qui présente depuis 3 semaines des trouble sensitivo-moteur des 4 membres s’accentuant progressivement.
Les images IRM associées à l'examen clinique permettent de poser un diagnostic de sclérose en plaque (SEP).
- L'IRM médullaire montre des lésions inflammatoires médullaires cervicales niveau C2 et C3.
- L'IRM cérébrale montre des lésions inflammatoires multiples de la substance blanche (hypersignaux en T2 et en FLAIR) dont certaines prennent le contraste (en T1 gadolinium) ce qui montre leur temporaloté récente.
| La SEP en quelques chiffres |
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La sclérose en plaques (SEP) est une maladie du système nerveux central qui touche le cerveau et la moelle épinière. Elle affecte la myéline dont la destruction progressive ralentit la transmission des influx nerveux. La sclérose en plaques aboutit à des séquelles neurologiques et elle est l'une des causes de handicap fréquentes chez les patients jeunes. Les traitements de cette maladie neuro-dégénérative ont connu des avancées spectaculaires ces dernières années, mais pour le moment il n'y a pas de guérison possible. |
| La SEP : Symptômes |
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La sclérose en plaques se manifeste de manière très variable selon les patients et par poussées réversibles ou non. Des troubles de la sensibilité révèlent souvent la maladie : fourmillements, picotements, sensations de froid ou de ruissellement sur la peau, engourdissement, douleurs, etc. Des troubles musculaires sont également observés (faiblesse musculaire au niveau d'un bras ou d’une jambe, avec des difficultés à marcher). Dans 20 à 25 % des cas, la maladie se révèle par une baisse de la vision. Des vertiges sont parfois présents. On note également des troubles cognitifs (des difficultés d’attention, de concentration, de mémoire), urinaires et sexuels.
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| La SEP : modes évolutifs de la maladie |
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Selon l’évolution de la maladie, on définit trois formes de sclérose en plaques : La forme dite « récurrente-rémittente » : la maladie évolue par poussées successives entre lesquelles la maladie ne progresse pas (période de rémission) ; ces formes représentent environ 85 % des cas. Dans 50 % des cas, après 5 à 20 ans, une forme dite « progressive secondaire » apparaît après une forme rémittente initiale. La maladie progresse alors de façon plus ou moins rapide entre les poussées. La forme dite « progressive primaire » (ou progressive d’emblée) : la maladie évolue d’emblée de façon lente et progressive, avec ou sans poussée surajoutée. Ces formes représentent 15 % des cas et s’observent en général chez des patients plus âgés.
Les formes cliniques de la SEP d'après Compston et al. Lancet 2002 |
| La SEP : Les causes |
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La majorité des scientifiques attribuent une origine auto-immune à la sclérose en plaques ; les arguments en faveur de cette théorie auto-immune sont multiples. Cependant, il n’a pas encore été possible d’identifier les antigènes des cellules nerveuses qui sont reconnus par les cellules immunitaires. Il n’existe pas de formes héréditaires de la maladie, le jumeau monozygote (vrai jumeau) d’un individu atteint, donc ayant le même ADN n’a qu’un risque de 25% de développer la maladie. Cette observation confirme une composante génétique de la maladie mais prouve qu’elle n’est pas héréditaire. La sclérose en plaques est donc une maladie multifactorielle qui se développe chez des personnes génétiquement prédisposées après exposition à un ou des facteurs environnementaux encore non identifiés. De nombreux virus ont été évoqués, sans preuve d'une causalité concluante, comme facteur de risque pour la sclérose en plaque, y compris ceux de la rage, de l’herpès, de la rougeole, de la rubéole, certains rétrovirus comme l’HTLV-1, ou le virus d’Epstein-Barr (EBV) responsable de la mononucléose infectieuse, entre autres. L’agent bactérien Chlamydia pneumoniae a également été soupçonné mais son rôle n’a jamais été prouvé. Pourtant, certains scientifiques demeurent convaincus qu’un agent infectieux pourrait être impliqué dans le déclenchement de la maladie. Au regard des données épidémiologiques, différents facteurs environnementaux sont soupçonnés d'être des facteurs déclenchant de la sclérose en plaques : le tabagisme, certains polluants respiratoires, des facteurs climatiques (la sclérose en plaques est beaucoup plus fréquente à des latitudes hautes qu’à des latitudes basses plus proches de l’Équateur. Cet effet pourrait être dû à la variation d’ensoleillement : une exposition régulière au soleil pendant l’enfance pourrait protéger contre le développement de la SEP. Un article paru le 13 janvier 2022 dans la revue "Science" est le premier à établir un lien de causalité entre une infection par EBV et l'apparition de la sclérose en plaque.(7) Les chercheurs ont travaillé sur des échantillons sanguins de dix millions de jeunes militaires américains en service, prélevés entre 1993 et 2013. Parmi eux, 955 cas de sclérose en plaque ont été diagnostiqués. Tous, sauf un, présentaient des anticorps anti-EBV dans le sérum au moment de leur diagnostic de slcérose en plaque. Les résultats de cette étude suggèrent fortement que la survenue d'une infection à EBV, détectable par la réponse immunitaire induite, est une cause et non une conséquence de la SEP. Cette étude préconise l'accélération des recherches en cours sur la mise au point d'un vaccin adapté contre l'EBV, afin de prévenir la sclérose en plaque. |
| La SEP : Traitements |
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Il n’existe à ce jour aucun traitement curatif de la sclérose en plaques. Les thérapies visent à diminuer la réaction inflammatoire et donc ralentissent l’évolution du handicap. Le traitement de fond de la sclérose en plaques utilise des immunomodulateurs et des immunosuppresseurs qui agissent en régulant l’activité du système immunitaire et en diminuant l’inflammation et les lésions provoquées par son activité contre la gaine de myéline. Ils diminuent ainsi la fréquence des poussées et freinent la progression du handicap. Le traitement des poussées repose sur des perfusions intraveineuses de corticoïdes, de puissants anti-inflammatoires, sur une courte période. D’autres traitements, non spécifiques, soulagent la douleur, les tremblements et mouvements anormaux, la raideur musculaire ou encore l’incontinence. Un soutien psychologique et la rééducation fonctionnelle sont également prescrits. |
| La SEP : Enjeux de la recherche |
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1- Mise au point de nouveaux médicaments aux mécanismes d'action complémentaire : d'une part une stratégie d’immunosuppression, c’est-à-dire des médicaments visant à diminuer la réponse immunitaire anormale développée contre le système nerveux, et d’autre part une stratégie de neuroprotection visant à réduire les dommages irréversibles des neurones. 2- Régénérer la myéline : L’existence d’une remyélinisation spontanée du système nerveux central est connue depuis plusieurs décades mais ce processus est très insuffisant voire absent ce certains patients. Des équipes de chercheurs tentent de décrire ces mécanismes de remyélinisation spontanée pour trouver de nouvelles cibles thérapeutiques et favoriser ce mécanisme chez les malades. Des chercheurs français de l'INSERM ont injecté à des souris dont la moelle épinière était partiellement démyélinisée, des globules blancs humains provenant soit de donneurs sains, soit de patients souffrant de SEP. Les résultats de l'expérience sont présentés dans le tableau ci-dessous.
Source : El Behi M, …Violetta Zujovic, Adaptive human immunity drives remyelination in a mouse model of demyelination - https://academic.oup.com/brain/article/140/4/967/3044360 - doi:10.1093/brain/awx008 Des mécanismes de réparation de la myéline par les globules blancs sains sont décrits dans l’étude : certaines molécules produites par ces globules blanc apparaissent en effet influencer (de façon positive ou négative) la différenciation des oligodendrocytes à l'origine de la production de la gaine de myéline. 3- Microbiote et SEP L’influence du microbiote sur de nombreux aspects physiologiques et psychologiques humains a conduit à penser qu’il pouvait être impliqué dans la genèse d’un certain nombre de maladies, en particulier neurologiques. Ces dernières années, des recherches tendent ainsi à montrer que des dérégulations de « l’axe microbiote-intestin-cerveau » participent aux mécanismes d’apparition de pathologies telles que la maladie d’Alzheimer, l’autisme, la maladie de Parkinson, les lésions cérébrales, les accidents vasculaires cérébraux et la sclérose en plaques(4). Il existe un modèle animal de la sclérose en plaques : l’encéphalite auto-immune allergique chez la souris. Ce modèle n’est pas parfait, mais il reproduit en partie la maladie, à la fois dans les mécanismes de sa survenue et dans son évolution(4). Des études sur le microbiote ont été réalisées avec ce modèle animal. Elles montrent notamment que les souris privées de microbiote développent plus difficilement une encéphalite auto-immune allergique et que l’évolution de celle-ci est moins sévère(3, 4). Ces études montrent également que le microbiote favorise la différenciation de certains lymphocytes (un type de globules blancs) en cellules pro-inflammatoires qui contribuent à la survenue de la maladie(3). Enfin, ces études indiquent que lorsque l’on transplante à des souris sans microbiote celui de souris malades, les premières développent une encéphalite auto-immune allergique avec une fréquence et une évolution similaire à celles des secondes(4). Le microbiote intestinal a également été étudié dans l'espèce humaine chez des personnes atteintes d’une sclérose en plaques, enfants et adultes. Les personnes atteintes de SEP présenteraient ainsi une « dysbiose », c’est-à-dire des déséquilibres au niveau de leur microbiote(1). Ces déséquilibres pourraient être susceptibles, comme cela a été observé chez la souris, d’entraîner ou de favoriser un état inflammatoire propice à la survenue de poussées de la maladie(3). Les connaissances actuelles sur le microbiote et la sclérose en plaques sont plutôt limitées et elles ne permettent pas d’en tirer des conseils pratiques et des approches thérapeutiques consensuelles |
Identification des lésions cérébrales et médullaires à l'origine des symptômes moteurs et sensitifs observés chez le patient atteint de SEP.
Au niveau de la moelle épinière :
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Affichage avec le logiciel de la comparaison entre l'IRM médullaire pathologique à gauche et une IRM saine à droite (images en T2) |
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Gauche : IRMsujet122422PathologieMedullaireSEP-T2.anat.nii.gz : les lésions sont entoures en rouge Droite : IRMsujet122422PathologieMedullaireSEP-T2.anat.nii.gz |
Mise en garde : comme indiqué précédemment, la banque d'image Neuropéda ne contient pas d'IRM anatomique saine en séquence FLAIR, ce qui nécessite de la part des élèves d'avantage de reflexion et d'esprit critique pour l'interprétation des 3 images de sclérose en plaque présentes dans la banque NeuroPéda. Cet obstacle cognitif à l'interprétation des images, pour les élèves, peut être levé de la manière suivante. Après avoir travaillé sur la comparaison de l'images en T1 Gadolinium avec une image saine en T1 (se servir des ventricules comme point de repère), il faut faire une comparaison entre l'IRM pathologique en T1 Gadolinium et celle en séquence FLAIR pour confirmer les lésions.
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Affichage avec le logiciel de la comparaison entre les IRM cérébrales pathologique à gauche et une IRM saine à droite |
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Gauche : IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-FLAIR.anat.nii.gz Lésion en hypersignal Milieu : IRMsujet12251PathologieSEPCerebral-T1Gado.anat.nii.gz Lésion en hyposignal Droite : IRMsujet1211.anat.nii.gz Sujet sain, image en T1
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Des données complémentaires peuvent être proposées sur la remyélinisation des neurones et sur le rôle des oligodendrocytes qui dans la substance blanche produisent la gaine de myéline.
Ces informations permettront de construire ou d'illustrer les notions suivantes du programme de spécialité en terminale
" Cerveau et mouvement volontaire Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales assurant le bon fonctionnement de l’ensemble. […] Certains dysfonctionnements du système nerveux modifient le comportement et ont des conséquences sur la santé. " Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de : comprendre et prévenir certains dysfonctionnements nerveux (par exemple : accident vasculaire cérébral, maladies neuro-dégénératives, infections virales…) ;"Proposition de séquence pédagogique à télécharger en cliquant ici :
Nom de l’imageur : GE MEDICAL SYSTEMS
Puissance du champ magnétique : 1.5T
Sites internet consultés en Juillet 2021
- INSERM : dossier SEP
https://www.inserm.fr/dossier/sclerose-en-plaques-sep/
- Institut du cerveau : dossier SEP
https://institutducerveau-icm.org/fr/sclerose-en-plaques/
- Vidal : Article destiné au grand public et rédigé par un rédacteur scientifique qui reflète l'état des connaissances sur le sujet traité à sa date de mise à jour.
https://www.vidal.fr/maladies/systeme-nerveux/sclerose-plaques-sep.html
- Ministère des solidarités et de la santé : dossier d'information grand public
- Fondation pour l'aide la recherche sur la sclérose en plaque (ARSEP)
https://www.arsep.org/fr/159-la-sep.html
- Informer le grand-public sur la sclérose en plaques - Lien avec SANOFI
https://www.sep-ensemble.fr/symptomes-diagnostic/
Articles
1. Freedman SN, Shahi SK, Mangalam AK. The “Gut Feeling”: Breaking Down the Role of Gut Microbiome in Multiple Sclerosis. Neurotherapeutics 2018; 15, 109-125.
2. Inserm. Microbiote intestinal (flore intestinale). Une piste sérieuse pour comprendre l’origine de nombreuses maladies. https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/microbiote-intestinal-flore-intestinale.
3. Mowry EM, Glenn JD. The Dynamics of the Gut Microbiome in Multiple Sclerosis in Relation to Disease. Neurol Clin 2018; 36, 185-196.
4. Cryan JF, O ›Riordan KJ, Sandhu K et al. The gut microbiome in neurological disorders. The Lancet Neurology 2020; 19, 179-194.
5. Bertrand Audoin et Olivier Casez. Critères diagnostiques de la sclérose en plaquesL’IRM et la clinique. Neurologies • Janvier 2012 • vol. 15 • numéro 144
6. Mohamed El Behi, Charles Sanson, Corinne Bachelin, Léna Guillot-Noël, Jennifer Fransson, Bruno Stankoff, Elisabeth Maillart, Nadège Sarrazin, Vincent Guillemot, Hervé Abdi, Isabelle Cournu-Rebeix, Bertrand Fontaine, Violetta Zujovic, Adaptive human immunity drives remyelination in a mouse model of demyelination, Brain, Volume 140, Issue 4, April 2017, Pages 967–980, https://doi.org/10.1093/brain/awx008
7. Bjornevik K, Cortese M, Healy BC, Kuhle J, Mina MJ, Leng Y, Elledge SJ, Niebuhr DW, Scher AI, Munger KL, Ascherio A. Longitudinal analysis reveals high prevalence of Epstein-Barr virus associated with multiple sclerosis. Science. 2022 Jan 21. doi: 10.1126/science.abj8222. Epub ahead of print. PMID: 35025605.
Divers
- Place de l’IRM dans le suivi de la sclérose en plaques. F. Durand-Dubief
- Sclérose en plaques : le lien de causalité avec le virus d'Epstein-Barr encore plus clairement établi
