Les changements microstructuraux corticaux prédisent l’accumulation de tau et le déclin de la mémoire épisodique chez les personnes âgées hébergeant de l’amyloïde

Jun 14, 2023

Communications Medicine volume 3, Numéro d'article : 106 (2023) Citer cet article

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Il a été démontré que l'imagerie non invasive pondérée en diffusion (DWI) pour évaluer les changements microstructuraux du cerveau via la diffusivité moyenne corticale (cMD) est associée de manière transversale à la protéine tau chez les personnes âgées cognitivement normales, ce qui suggère qu'elle pourrait être un marqueur précoce de lésion neuronale. . Ici, nous avons étudié comment les changements microstructuraux corticaux régionaux mesurés par cMD sont liés à l'accumulation longitudinale de tau régional ainsi qu'au déclin épisodique de la mémoire chez les individus cognitivement normaux présentant une pathologie amyloïde.

122 participants cognitivement normaux de la Harvard Aging Brain Study ont subi des évaluations DWI, T1w-MRI, TEP amyloïde et tau et des évaluations de rappel retardé de la mémoire logique (LMDR). Nous avons évalué si l'interaction du statut amyloïde de base et du cMD (dans les cortex entorhinal et temporal inférieur) était associée à une accumulation régionale longitudinale de tau et à un LMDR longitudinal à l'aide de modèles linéaires à effets mixtes distincts.

Nous trouvons un effet d'interaction significatif entre le statut amyloïde et le cMD de base dans la prédiction de la tau longitudinale dans le cortex entorhinal (p = 0,044) mais pas dans le lobe temporal inférieur, de sorte que des valeurs de base plus élevées du cMD prédisent l'accumulation de tau entorhinal chez les participants amyloïdes positifs. . De plus, nous trouvons un effet d'interaction significatif entre le statut amyloïde et le CMD entorhinal de base dans le cortex entorhinal (mais pas le CMD temporal inférieur) dans la prédiction du LMDR longitudinal (p < 0,001), de sorte que le CMD entorhinal de base prédit le déclin de la mémoire épisodique chez les patients amyloïdes positifs. participants.

La combinaison de l'amylose et d'une CMD élevée dans le cortex entorhinal peut aider à identifier les individus présentant un risque à court terme d'accumulation de tau et de déclin de la mémoire épisodique lié à la maladie d'Alzheimer, ce qui suggère une utilité dans les essais cliniques.

Les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer ont des problèmes de mémoire et de capacité à acquérir et à traiter des connaissances. Comprendre les premiers changements cérébraux conduisant à ces problèmes permet d'identifier les personnes susceptibles de développer la maladie d'Alzheimer au début du processus pathologique. Cette étude a utilisé un marqueur qui mesure la mobilité de l'eau dans le cerveau pour étudier comment ces changements peuvent prédire le développement d'une protéine appelée tau et les changements dans la mémoire des personnes. Les participants n'ont montré aucun signe de troubles de la mémoire au début de l'étude, mais certains ont développé un déclin de la mémoire au cours du suivi. Une plus grande mobilité de l'eau dans certaines zones du cerveau prédisait une augmentation future du taux tau et un déclin de la mémoire, indiquant que cette mesure pourrait être utilisée pour identifier les personnes à risque de développer la maladie d'Alzheimer.

Depuis le développement de diverses techniques de neuroimagerie au cours des dernières décennies, la recherche sur la maladie d'Alzheimer (MA) s'est notamment concentrée sur la recherche de biomarqueurs précoces. La MA a été biologiquement définie par la présence d’une pathologie cérébrale amyloïde et tau1,2,3. En utilisant plusieurs méthodes, dont le liquide céphalo-rachidien (LCR), la tomographie par émission de positons (TEP) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM), les études ont systématiquement montré une signature biologique qui commencerait à se développer des années avant le diagnostic clinique1,2,3,4, 5. Cette accumulation suivrait un ordre séquentiel, l’amylose étant la première à s’agréger1, et a conduit au concept de stade préclinique de la MA1, 3. A noter que tous les biomarqueurs de la MA ne deviennent pas détectables en même temps. Avec la tauopathie, par exemple, des études récentes ont montré que même si une anomalie du LCS pouvait être détectée des années avant le diagnostic, les mesures TEP de la protéine tau montreraient des changements plus proches du diagnostic6 avec une distribution significativement corrélée aux symptômes cliniques6,7.

En combinant différentes techniques, des études de neuroimagerie multimodales ont commencé à explorer les associations et les synergies entre les premiers biomarqueurs de la MA. Contrairement aux techniques TEP utilisant des traceurs radioactifs, l’IRM présente l’avantage de ne provoquer aucune exposition aux radiations, d’être plus abordable et d’être largement disponible dans les cliniques. Parmi ces techniques d'IRM, l'imagerie pondérée en diffusion (DWI) calcule la distribution spatiale de la diffusion des molécules d'eau8. Alors que le DWI est généralement quantifié dans la substance blanche, des développements récents permettent d'explorer les changements liés à la MA à une échelle microstructurale. Plus précisément, Montal et ses collègues ont développé une méthode pour évaluer les propriétés microstructurales de la matière grise au moyen de la diffusivité corticale moyenne (cMD)9,10. En utilisant cette approche, ils ont démontré que les participants âgés en bonne santé cognitive présentant une amylose significative en l’absence de tau présentaient une diminution de la CMD dans les analyses transversales9, une constatation probablement liée à l’inflammation liée à l’amyloïde11. En revanche, les participants atteints à la fois d’amylose et de tauopathie ont présenté une augmentation des valeurs de CMD9. Ces résultats ont été reproduits à l’aide d’une modélisation pseudo-longitudinale dans la MA autosomique dominante en examinant des individus de tout le spectre de la maladie à l’approche de l’année estimée d’apparition des symptômes10. Les résultats ont montré une trajectoire biphasique de changements dans laquelle les porteurs de mutations précliniques ont démontré d'abord une diminution suivie d'une augmentation de la diffusivité corticale chez les porteurs de mutations précliniques plus près de leur heure d'apparition estimée10. Plus généralement, une diffusivité moyenne accrue n’est observée qu’en présence à la fois d’amylose et de tauopathie9,12,13,14 et peut s’expliquer par des processus inflammatoires liés à l’amyloïde10. Cependant, étant donné que la CMD est un biomarqueur relativement récent, des études supplémentaires sont nécessaires pour explorer les relations avec le profil pathologique de la MA au fil du temps.