Medtech. L’objectif du projet Gamma-MRI est de développer un dispositif d’imagerie moléculaire clinique basé sur le principe physique de l’émission gamma anisotrope du xénon métastable hyperpolarisé.
Dr Lassila Stravoula, Professeure assistante HES/HEPIA, Genève
Dans le passage stratégique du « one size fits all » à la médecine personnalisée, l’imagerie moléculaire joue un rôle essentiel. Gamma-MRI va développer un dispositif d’imagerie moléculaire clinique basé sur le principe physique de l’émission gamma anisotrope du xénon métastable hyperpolarisé. Malgré les avancées technologiques importantes des dernières décennies, l’imagerie médicale (notamment pour le cerveau) repose fortement sur des machines très coûteuses, complexes et encombrantes. De plus, l’IRM souffre d’une faible sensibilité, qui est partiellement compensée par les progrès récents en matière d’hyperpolarisation. Par ailleurs, les modalités d’imagerie TEP et TEM très sensibles offrent une résolution spatiale limitée. Outre ces compromis, l’accès limité à des dispositifs adaptés constitue toujours un frein à l’applicabilité de l’imagerie médicale pour relever les défis majeurs de la santé dans les pathologies liées au cerveau, même en Europe. L’AVC est la deuxième cause de décès et la troisième cause d’invalidité dans le monde. L’évolution des lésions ischémiques varie beaucoup d’un patient à l’autre. Pour obtenir une amélioration significative des résultats des patients, il s’avère crucial de sélectionner de façon rigoureuse le parcours de soins en se basant sur les images du cerveau ischémique et ce, dans un court laps de temps de quelques heures seulement. Malheureusement, l’imagerie moléculaire au point de service, qui pourrait accélérer la prise en charge des patients, est quasi inexistante. Gamma-MRI est une technologie d’imagerie qui change la donne, en combinant notamment la haute sensibilité de la détection des rayons gamma avec la haute résolution et la flexibilité de l’IRM, permettant ainsi de réduire de façon importante le coût de l’imagerie moléculaire.
Maladies neurologiques
Le projet IRMy développera un prototype fonctionnel d’imagerie moléculaire in vivo, basé sur une technologie révolutionnaire, permettant d’exploiter simultanément la sensibilité de la détection gamma et la résolution spatiale ainsi que la flexibilité de l’IRM. L’imagerie médicale a révolutionné les soins de santé en Europe, du diagnostic aux programmes de traitement, et il est aujourd’hui impossible d’imaginer un système de santé contemporain sans ses avantages. Au cours des dernières décennies, les développements technologiques ont été au cœur des nouvelles modalités d’imagerie, amenant les modalités existantes aux principes physiques connus à de nouveaux niveaux à l’instar de la tomographie à faible dose ou spectrale, permettant la mise en place de nouveaux outils cliniques de routine et ouvrant de nouvelles voies pour la recherche, le diagnostic et le traitement. Cependant, le manque de sensibilité, la faible résolution spatiale ou même l’accessibilité des appareils sont autant d’obstacles à l’applicabilité de l’imagerie médicale pour relever les défis majeurs de la santé d’une Europe vieillissante. Plus de 165 millions de personnes en Europe sont touchées par au moins une maladie du cerveau, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la démence, les AVC, etc. La plupart des maladies neurologiques sont liées au facteur de vieillissement et, compte tenu des changements démographiques actuels, leur incidence devrait augmenter. Ce sera l’un des principaux défis sociétaux en Europe et dans le monde.
Lésions ischémiques
L’AVC est la troisième cause d’invalidité dans le monde. Près de 85 % des AVC sont du sous-type ischémique qui peut être traité en rétablissant la circulation sanguine dans le cerveau ischémique par thrombolyse ou thrombectomie, mais seulement si cela est effectué dans un laps de temps relativement court de 4 à 7 heures après la survenue de l’ischémie. L’évolution des lésions ischémiques varie beaucoup d’un patient à l’autre et il est essentiel de sélectionner de façon rigoureuse le traitement du patient en se basant sur les propriétés d’imagerie du cerveau ischémique afin d’obtenir une amélioration significative des résultats. Le passage stratégique de l’approche globale « one size fits all » à la médecine personnalisée requiert une approche pluridisciplinaire. Dans ce contexte, l’imagerie moléculaire, aux niveaux cellulaire et moléculaire, des processus impliqués dans ces maladies, est essentielle. Malgré des développements en constante évolution, les efforts actuels en matière d’imagerie médicale reposent sur des IRM à haut champ encombrants, coûteux et complexes.
Approche hybride
L’IRMy va au-delà des paradigmes technologiques actuels en matière d’imagerie cérébrale. L’IRMy n’est pas seulement une approche hybride combinant différentes modalités, mais une nouvelle modalité unique, permettant d’obtenir simultanément la haute résolution spatiale de l’IRM et la haute sensibilité de la TEP avec des temps de numérisation plus rapides. Ne nécessitant pas d’IRM à ultra-haut champ, de salles équipées de parois de protection contre les rayonnements électromagnétiques coûteuses, l’IRMγ sera moins complexe et donc moins coûteuse que les appareils de pointe actuels, et notamment les appareils hybrides. Cette approche novatrice d’une technologie d’imagerie moléculaire plus précise et disponible à plus grande échelle ouvrira de nouvelles voies pour les soins aux patients et le marché de l’imagerie médicale.
Prototype IRMy
Les progrès au-delà de l’AOS : l’IRMγ ira bien au-delà de l’AOS en développant une modalité qui enregistre un seul type de signaux combinant la haute résolution de l’IRM, la haute sensibilité de la TEP et la simplicité de la TEM. Cela permettra d’obtenir des images ayant une résolution inférieure à 1 mm de différents organes en utilisant des concentrations nanomolaires, de marqueurs, au moyen de détecteurs γ à l’intérieur d’un aimant IRM à faible champ. Notre projet permettra de réaliser pour la première fois un prototype IRMγ. Cette modalité d’imagerie révolutionnaire ouvrira la voie aux futures études sur le cerveau humain. Les recherches à haut risque que nous proposons aujourd’hui permettront l’application de l’IRMγ en clinique demain.
((Exergue)
La faible résolution spatiale des appareils sont des obstacles à l’applicabilité de l’imagerie médicale pour relever les défis de la santé d’une Europe vieillissante.
Plus d’infos sur https://gamma-mri.eu/
(((Légende-photo N°1))
Dr Lassila Stravoula est responsable du projet Gamma-MRI
Image 2 : Système de transfert de gaz Xe radioactif développé par l’équipe HES-SO à l’HEPIA.
Image 2 : Pompage optique par échange de spi, adapté aux objectifs et à l’application de GAMMA-MRI à la HES-SO.
