EP2715388A1 - Procédé d'identification de composés neuroprotecteurs et/ou stimulateurs de la repousse neuronale par mesures de fraction d'anisotropie par irm de diffusion - Google Patents

Procédé d'identification de composés neuroprotecteurs et/ou stimulateurs de la repousse neuronale par mesures de fraction d'anisotropie par irm de diffusion

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EP2715388A1
EP2715388A1 EP12731052.2A EP12731052A EP2715388A1 EP 2715388 A1 EP2715388 A1 EP 2715388A1 EP 12731052 A EP12731052 A EP 12731052A EP 2715388 A1 EP2715388 A1 EP 2715388A1
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EP
European Patent Office
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icbm
brain
capsule
anisotropy
arm
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12731052.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Louis PUYBASSET
Damien GALANAUD
Habib Benali
Vincent PERLBARG
Stéphane Lehericy
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Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
Original Assignee
Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
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Filing date
Publication date
Application filed by Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP filed Critical Assistance Publique Hopitaux de Paris APHP
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4848—Monitoring or testing the effects of treatment, e.g. of medication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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    • G01R33/563—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
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    • A61B5/0042—Features or image-related aspects of imaging apparatus, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; Arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part for the brain
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    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
    • G01R33/485—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring the efficacy of a treatment on neuroprotection and to a method for identifying neuroprotective candidate compounds and / or stimulating neuronal growth.
  • the present invention finds particular application in the pharmaceutical field, in the field of scientific research and in the field of clinical studies and validation of therapeutic substances.
  • references in square brackets ([]) refer to the list of references presented at the end of the text.
  • drugs for example neuroprotective or neurostimulants
  • a simple clinical assessment at 1 or 2 years after head trauma, stroke, aneurysmal meningeal hemorrhage, intracerebral hematoma, circulatory anoxia of cerebral origin or any other etiology of lesions
  • the drugs evaluated have no efficacy, which could, for example, be the case of synthetic canabinoids.
  • statins in aneurysmal meningeal hemorrhage they are effective on a biomarker, the S100, but their effect is "drowned” by the influence of complications of endovascular or operative procedure and clinical grade. In total, the deleterious effects on the S100, complications and clinical grade weigh much heavier than the positive effect of statins that becomes clinically invisible.
  • a value of S greater than or equal to 1 indicating that the treatment is a neuroprotective treatment and / or stimulator of the neuronal shoot
  • the present invention relates to a method of monitoring the effectiveness of a treatment on neuroprotection comprising: a) measuring the FAi Anisotropy Fraction in at least one region of interest of the brain on an image obtained by Magnetic Resonance Imaging (MRI) of the brain of a patient before said treatment,
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • a value of S greater than or equal to 1.08 indicating that the treatment is a neuroprotective treatment and / or stimulator of the neuronal shoot.
  • the value of S greater than 1.08 is a value of S greater than 1 plus 2 standard deviations of the fluctuation observed during the same period of time in the same region of interest in control subjects in at least one of the defined regions of interest.
  • the fluctuation of AF observed spontaneously in healthy volunteers is 0 + 4% after an average of 2 years.
  • This fluctuation of 4% represents 1 standard deviation (measure representing the average measured over all regions of interest in 12 healthy volunteers in two years).
  • a drug is effective if the fluctuation is greater than 2 standard deviations of the spontaneous fluctuation ie 8%.
  • a value of S greater than or equal to 1.08 in at least one of the regions of interest studied indicates that the treatment is a neuroprotective treatment and / or stimulator of the neuronal shoot.
  • MRI Magnetic resonance Imaging
  • MRI image is intended to mean any image obtained from an MRI device, for example an MRI 1, 5 Teslas, 3.0 Teslas or 7.0 Tesla device, for example from Philips, General Electric (GE), or Siemens.
  • GE General Electric
  • the MRI image may be any image obtained by an MRI device, for example an unweighted image, preferably a diffusion weighted image.
  • diffusion MRI is meant a sequence sensitive to the local characteristics of the diffusion of water molecules in tissues as described in Basser et al. 1994 [1].
  • the diffusion tensor MRI quantifies this anisotropy locally by measuring the local diffusion in the three principal directions ( ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3) of the tensor model from repeated diffusion measurements in different directions of the space as described in Basser and Pierpaoli 1996 [2].
  • AD axial diffusivity
  • RD radial diffusivity
  • MD mean diffusivity
  • FA fractional anisotropy
  • a decrease in local AF is interpreted as a loss of integrity of the white matter fibers due to the presence of lesions.
  • the decrease in AF is associated with an increase in RD due to local loss of myelin and decreased AD due to axonal injury
  • any individual likely to have, for example a brain injury, for example acute brain injury, it may be for example a mammal, preferably a human.
  • the patient may be a patient who has undergone, for example a brain injury and / or head trauma and / or meningeal hemorrhage, for example aneurysmal meningeal hemorrhage and / or ischemic stroke and / or a hemorrhagic accident, for example a intraparenchymal haemorrhagic injury and / or cerebral anoxia, for example following cardiac or circulatory arrest.
  • a brain injury and / or head trauma and / or meningeal hemorrhage for example aneurysmal meningeal hemorrhage and / or ischemic stroke and / or a hemorrhagic accident
  • a intraparenchymal haemorrhagic injury and / or cerebral anoxia for example following cardiac or circulatory arrest.
  • treatment for example a medical treatment, for example allopathic, involving the taking of molecules, for example chemical molecules, for example molecules obtained by organic synthesis, molecules of biological origins, for example proteins, molecules from living organisms, for example mammals, microorganisms, plants and / or synthesized by living organisms, for example proteins, nucleic acid molecules, or any other non-chemical treatment, for example for example, re-education, or any other treatment based on cell therapy, for example injection of stem cells, injection of dedifferentiated neuronal cells.
  • molecules for example chemical molecules, for example molecules obtained by organic synthesis
  • molecules of biological origins for example proteins, molecules from living organisms, for example mammals, microorganisms, plants and / or synthesized by living organisms, for example proteins, nucleic acid molecules, or any other non-chemical treatment, for example for example, re-education, or any other treatment based on cell therapy, for example injection of stem cells, injection of dedifferentiated neuronal cells.
  • the measurements of the Anisotropy Fraction at steps a) and b) can be performed in identical or different regions of the brain, preferably in identical regions.
  • the anisotropic Fraction measurements of steps a) and b) can be performed in at least one of the regions of the brain, also called region of interest, selected from the middle cerebellar peduncle (ICBM # 1), the anterior brain stem (ICBM # 2,7,8), posterior brain stem (ICBM # 9,10,1 1, 12,13,14), knee of the corpus callosum (ICBM # 3), the corpus callosum (ICBM # 4), corpus callosum splenium (ICBM # 5), right cerebral peduncle (ICBM # 15), left cerebral peduncle (ICBM # 16), right sagittal stratum (ICBM # 21, 29,31, 47), the left sagittal stratum (ICBM # 22,30,32,48), the right upper longitudinal bundle (ICBM # 41), the left upper longitudinal bundle (ICBM # 42), the anterior arm
  • ICBM #n refers to the nth region of the atlas of 48 white matter regions constructed from dissemination data of 81 healthy subjects (the atlas 'ICBM-DTI-81' (Mori and 2005 [9]) available in FSL software (Smith et al., 2004 [7]).
  • the Anisotropy Fraction measurements can be performed, for example in at least one of the skeleton regions of the white matter beams defined from the TBSS approach (for "Tract-Based Spatial Statistics") as described in Smith et al. 2006 [88].
  • the measurements are carried out in at least 2, or 3, or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 1 1 or 12 or 13 or 14 or 15 or 16 or 17 or 18 or 19 or 20 regions of the brain, also named region of interest, selected from the middle cerebellar peduncle (ICBM # 1), the anterior brainstem (ICBM # 2,7,8), the posterior brainstem (ICBM # 9, 10.1 1, 12.13,14), the knee of the corpus callosum (ICBM # 3), the trunk of the corpus callosum (ICBM # 4), the splenium of the corpus callosum (ICBM # 5), the right cerebral stalk ( ICBM # 15), left cerebral peduncle (ICBM # 16), right sagittal stratum (ICBM # 21, 29,31, 47), left sagittal stratum (ICBM # 22,30,32,48), longitudinal bundle upper right (ICBM # 41), left superior longitudinal bundle (ICBM # 42), right medial capsule anterior arm (ICBM # 17), left medial
  • the measurements are made in several or all regions of the brain, also called region of interest, following the average cerebellar peduncle (ICBM # 1), the anterior brainstem (ICBM # 2,7,8), the posterior brainstem (ICBM # 9,10,1,1,12,13,14), the knee of the corpus callosum (ICBM # 3), the trunk of the corpus callosum (ICBM # 4), the splenium of the corpus callosum (ICBM) # 5), the right cerebral peduncle (ICBM # 15), left cerebral peduncle (ICBM # 16), right sagittal stratum (ICBM # 21, 29,31, 47), left sagittal stratum (ICBM # 22,30,32,48) , the right upper longitudinal bundle (ICBM # 41), the left upper longitudinal bundle (ICBM # 42), the anterior arm of the right internal capsule (ICBM # 17), the anterior arm of the left internal capsule (ICBM # 18), the posterior arm of the right internal capsule (ICBM # 19), the posterior arm of the left
  • the value of the FAi and / or FA 2 Anisotropy Fraction can be equal to the average of the FA measured or to the measurement of the FA measured in each region.
  • the value of the FAi and / or FA 2 Fraction Anisotropy may be equal to the average of the Fractions of Anisotropies measured independently in each region of interest.
  • the value of FA will be equal to the average of the measured values, for example for each voxel of the MRI image of the region.
  • each region will have an own FA value corresponding to the average of the values measured for each voxel of the MRI image of each region.
  • the measurement of S can be calculated independently for each region of interest.
  • the measurement of the Anisotropy Fraction in step a) can be performed on an MRI image taken in a period of 1 to 180 days, for example following brain injury, from 48 hours to 31 days, in a delay less than 31 days.
  • the measurement of the Anisotropy Fraction in step b) can be performed on an MRI image taken in a period of about 1 to several months, for example from 1 to 12 months, for example from 1 to 9 months, for example 6 months, from 1 to 6 months, for example 3 months, from 1 to 3 months, from about one year to several years, for example from 1 to 5 years, from 1 to 3 years, from 1 to 2 years following the measurement of Fraction Anisotropy in step a).
  • the measurement of the Fraction of Anisotropy in step a) is the first Fraction measurement of Anisotropy.
  • the method of the invention may furthermore comprise a step d) of measuring the axial diffusibility, the radial diffusibility, the average diffusibility, the apparent diffusion coefficient
  • axial diffusivity means the first eigenvalue ⁇ 1 of the tensor model calculated from diffusion-weighted MRI images corresponding to the main direction of diffusion.
  • radiation diffusibility means the mean of the second and third eigenvalues ( ⁇ 2 + ⁇ 3) / 2 of the tensor model calculated from diffusion-weighted MRI images corresponding to the principal direction. of diffusion.
  • average diffusibility is meant the average of the three eigenvalues ( ⁇ 1 + ⁇ 2 + ⁇ 3) / 3 of the tensor model calculated from diffusion-weighted MRI images corresponding to the main direction of diffusion.
  • the method of the present invention advantageously has an application in the medical field where it can be used, for example in clinical trials to determine and / or validate the effectiveness of a treatment on neuroprotection.
  • the subject of the present invention is also a method of identifying a neuroprotective and / or stimulant neuroprotective candidate molecule comprising:
  • a value of S greater than or equal to 1 indicating that the molecule is a neuroprotective agent and / or stimulates neuronal growth.
  • the subject of the present invention is also a method for identifying a neuroprotective and / or stimulant neuroprotective candidate molecule comprising:
  • neuroprotective means the conservation of neural structure and / or the reduction of neurodegeneration, for example a reduction and / or a total cessation of neurodegeneration.
  • the reduction and / or total cessation of neurodegeneration can be evaluated, for example by analyzing changes in radial and axial diffusivities.
  • neural shoot stimulator means, for example, an increase in neural growth, it may be for example an increase, for example in the value of the measurement of the fraction of anisotropy of at least 8% in a patient after treatment.
  • it may be an increase of at least 2 standard deviations of the measurement value of the fraction of anisotropy, ie at least twice the measurement fluctuation observed during the same period. period of time in the same region of interest in control subjects.
  • candidate molecule any molecule that one wishes to test. It may be for example chemical and / or biological molecules. It may be, for example therapeutic molecules usable for the treatment of pathologies, for example drug any substance or compound known to those skilled in the art having curative and / or preventive properties with respect to pathologies, lesions, trauma, human or animal diseases. It may be for example a pharmaceutical product for human and / or veterinary use.
  • the present invention also relates to the candidate molecule as neuroprotective and / or stimulating the neuronal growth identified by the method of the invention.
  • the subject of the present invention is also the candidate compound identified for its use as a neuroprotective drug and / or for stimulating neuronal growth.
  • the present invention therefore advantageously makes it possible to evaluate the efficacy of molecules as a neuroprotector by providing a reliable, reproducible and comparable result.
  • the method of the invention may advantageously make it possible to validate the efficacy of compounds following a clinical trial.
  • the present invention also makes it possible to identify new candidate molecules capable of having a neuroprotective and / or neurostimulatory action, which can, for example be used in neural pathologies, for example Alzheimer's disease and or to be used following a brain injury in order, for example, to preserve the integrity of the neural cortex or to reduce neural degeneration, in particular of the white substance.
  • the present invention makes it possible to compare the efficiency of the molecule with respect to one another, for example with respect to molecules already known for the abovementioned applications.
  • Other advantages may still appear to those skilled in the art on reading the examples below, illustrated by the appended figures, given for illustrative purposes.
  • FIG. 1 is an image representing the skeleton of the main FA bundles superimposed on the average FA image on 58 healthy FMRIB58_FA volunteers.
  • Figure 2 is an image showing the mask of the regions of interest for the extraction of FA.
  • FIG. 3 is a diagram representing the average values of standardized regional AF for both groups of patients, full squares: good prognosis, full rhombus: poor prognosis. For each region the normal value is 1. The regions are ordered by increasing values of the group good prognosis. The abscissa indicates the different regions of the brain, the ordered average values of FA.
  • Figure 4 is a diagram showing the difference in FA measured and the abscissa the regions of the brain in which these values were measured.
  • the diffusion-weighted image series has been saved in DICOM digital image and medical communication (http: // medical. nema.org/) and exported to an independent workstation.
  • the DICOM files to convert were in the ⁇ / DTI_DICOM folder and a terminal was opened, the following command was launched:
  • the corrected 4D volume is ⁇ / DTI_NII / corr_dti4D.nii.
  • This step consists in removing all non-brain tissue from the volume as described in Smith 2002 [66]. the following command was issued: bet2 ⁇ / DTI_NII / corr_dti4D.nii ⁇ / DTI_NII / brain_corr_dti4D -f 0.2 -m
  • the file corresponding to the hidden 4D volume is
  • the file corresponding to the mask of the binary brain is ⁇ / DTI_NII / brain_corr_dti4D_mask.nii. ⁇ Calculation of volumes of FA, MD, AD and RD
  • the file corresponding to the volume of FA is ⁇ / DTI_NII / dti_corr_dti4D_FA.nii
  • the file corresponding to the volume of MD is ⁇ / DTI_NII / dti_corr_dti4D_MD.nii
  • the corresponding file volume of AD is ⁇ / DTI_NII / dti_corr_dti4D_L1 .nii
  • the corresponding file the volume of RD is ⁇ / DTI_NII / dti_corr_dti4D_Lt.nii.
  • each patient was characterized by an image representing a FA card.
  • the FA cards were projected into a standard space.
  • the individual FA cards were first corrected by a non-linear registration FNIRT ("FMRIB's Non-Linear Image Registration Tool") [Andersson et al. 2007a, 2007b] in a reference space characterized by a reference image calculated on 58 healthy subjects (FMRIB58_FA).
  • FMRIB58_FA non-linear registration FNIRT
  • these maximum local values were projected onto the backbone of the main FA bundles (see Figure 1) following the TBSS method described in Smith et al. 2006 [8].
  • Figure 1 is an image representing the skeleton of the main FA bundles superimposed on the average FA image of 58 healthy volunteers. As shown in this figure, it is clear that this skeleton represents the centers common to the group of the main beams of white matter in the brain.
  • the FA volume has been projected into a standard space for allow the extraction of the regional parameters according to the spatial reference of the atlas used to define the regions of interest.
  • TBSS trace-based spatial statistics
  • the volume of FA was recalibrated by a non-linear registration FNIRT ("FMRIB's Non-linear Image Registration Tool") as described in Andersson et al. 2007a [10], 2007b [1 1] in a reference space characterized by a reference image calculated on 58 healthy subjects (FMRIB58_FA).
  • FNIRT non-linear registration FNIRT
  • TBSS-3 Nonlinear Registration - Application of the Transformation The previously calculated transformation was applied to the volume of FA. The volume is projected into the space of the MNI152 1 x1 x1 mm. For that the following command was launched:
  • the resulting volume file was ⁇ / DT l_N I l / tbss / stats / a I l F A. n i i.
  • Nonlinear registration and FA skeleton projection were similarly applied to AD, RD and MD volumes.
  • a folder whose path is ⁇ / DTI_NII / tbss / MD was created in which the file corresponding to the MD volume dti_corr_dti4D_MD.nii was copied and renamed to dti_corr_dti4D_FA.nii.
  • the following command was issued: tbss_non_FA MD
  • the file corresponding to the volume of MD values on the skeleton is ⁇ / DTI_NII / tbss / stats / all_MD_skeletonised.nii.
  • regions of interest were defined based on the atlas of 48 white matter regions constructed from dissemination data of 81 healthy subjects (the atlas 'ICBM-DTI-81' available in the fsl software). These 20 ROIs were chosen by a panel of experts (2 neuroradiologists and 1 neuro-scientist) taking into account their size (the small origination ROIs were eliminated or merged) and their potential diagnostic interest. These 20 regions of interest are represented in FIG. 2, they are indicated by a number from 1 to 20 depending on the coloration of the image in correlation with the gradient scale.
  • ICBM # 1 the average cerebellar peduncle indicated 1 (ICBM # 1), the indicated anterior brainstem 2 (ICBM # 2,7,8), the posterior brainstem indicated 3 (ICBM # 9,10,1 1, 12, 13,14), the knee of the corpus callosum indicated 4 (ICBM # 3), the trunk of the corpus callosum indicated ((ICBM # 4), the splenium of the corpus callosum indicated 6 (ICBM # 5), the right cerebral stalk indicated 7 (ICBM # 15), left cerebral peduncle 8 (ICBM # 16), right sagittal stratum indicated 9 (ICBM # 21, 29,31, 47), left sagittal stratum indicated (ICBM # 22,30,32,48 ), of the indicated upper right longitudinal bundle 1 1 (ICBM # 41), of the indicated upper left longitudinal bundle 12 (ICBM # 42), of the anterior arm of the indicated right internal capsule 13 (ICBM # 17), of the anterior arm of the indicated left internal capsule 14 (ICBM # 18), right posterior internal capsule posterior arm 15 (ICBM # 19), right
  • the 20 AF parameters of each patient are the averages in each ROI of the FA on the skeleton as obtained from the file whose path is
  • the inventors have surprisingly shown that the use of these ROIs, that is to say the measurement of AF in these regions, allows, on the one hand, a local assessment of the lesions and, on the other hand, a comparison. robust between acquisitions and / or subjects.
  • Each patient was therefore characterized by more than 20 AF parameters (mean skeletal AF in each ROI) reflecting the regional integrity of the white matter bundles. These parameters were extracted by masking the FA maps projected on the skeleton with the mask of 20 ROIs. In order for these parameters to be interpretable with respect to a normal reference level, the value of FA measured in each ROI is normalized with respect to an average value calculated on a population of healthy subjects, namely 10 individuals, from the same machine and the same protocols MRI acquisition. This standardization also makes it possible to compare measurements from one MRI machine to another.
  • Table 1 shows the details of the 18 patients reviewed at the consolidated phase, for the time 1 examination, only the 24-way DTI acquisition was performed on all 41 patients: Table 1
  • Figure 3 depicts the mean values of standardized regional AF for both groups of patients (good and poor prognosis). For each region the normal value is 1. The regions are ordered by increasing values of the group good prognosis.
  • the 20 regional AF measurements made it possible to quantify the severity of the white matter lesions; the more severe the lesions are in the sense of AF, the worse the neurological prognosis of the patient.
  • FIG. 4 represents the different values obtained as a function of the different regions, namely: average cerebellar peduncle (MCP), anterior brainstem (antBS), posterior brain stem (postBS), knee of the corpus callosum (CCG), corpus callosum (CCB), corpus callosum (CCS), right cerebral peduncle (CP_R), left cerebral peduncle (CP_L), stratum right sagittal (SS_R), left sagittal stratum (SS_L), right upper longitudinal bundle (SLF_R), left upper longitudinal bundle (SLF_L), right capsule inner anterior arm (ALIC_R), anterior arm of the left internal capsule (ALIC_L), posterior arm of the right internal capsule (PLIC_R), posterior arm of the left internal capsule (PLIC_L), right external capsule (EC_R), left external capsule
  • Standardized AF measurements in the 20 selected regions are relevant biomarkers of the neurological severity of lesions after severe head trauma.
  • Standardized AF measurements in the 20 selected regions remain stable between two remote acquisitions, that is to say at different times, one in the acute phase, the other in the consolidated phase.
  • a method comprising the measurement of FA makes it possible to measure the efficacy of drugs, for example neuroprotectants administered in the context of acute cerebral pathology.
  • the method of the invention makes it possible to evaluate the effects of different treatments, for example neuroprotective or activator of neuronal regrowth or non-chemical process. It is useful, for example, in phase Mb clinical studies (validation of proof of concept proof).
  • the method of the invention therefore advantageously allows a drastic reduction in the number of subjects to include to affirm or deny the effectiveness of a drug compared to traditional clinical studies.
  • a phase III study will only be implemented if an efficacy on the MRI biomarker has been demonstrated in Mb phase.
  • the method of the invention therefore makes it possible to test many more molecules at a lower cost. It also helps to avoid exposing patients to ineffective treatments and reducing the number of patients receiving placebo.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de suivi de l'efficacité d'un traitement sur la neuroprotection et à un procédé d'identification de molécules candidates neuroprotectrices et/ou stimulatrices de la pousse neuronale La présente invention trouve notamment une application dans le domaine pharmaceutique, dans le domaine de la recherche scientifique et dans le domaine des études cliniques et validation de substances thérapeutique.

Description

PROCEDE D'IDENTIFICATION DE COMPOSES NEUROPROTECTEURS ET/OU STIMULATEURS DE LA REPOUSSE NEURONALE PAR MESURES DE FRACTION
D ' ANISOTROPIE PAR IRM DE DIFFUSION
5 DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention se rapporte à un procédé de suivi de l'efficacité d'un traitement sur la neuroprotection et à un procédé d'identification de 10 composés candidats neuroprotecteurs et/ou stimulant la pousse neuronale.
La présente invention trouve notamment une application dans le domaine pharmaceutique, dans le domaine de la recherche scientifique et dans le domaine des études cliniques et validation de substances thérapeutique.
15 Dans la description ci-dessous, les références entre crochets ([ ]) renvoient à la liste des références présentée à la fin du texte.
Etat de la technique
A présent, il est extrêmement difficile de mettre en évidence une 20 efficacité de médicaments, par exemple neuroprotecteurs ou neurostimulants, par exemple sur une simple évaluation clinique à 1 ou 2 ans après un traumatisme crânien, un accident vasculaire cérébral, une hémorragie méningée anévrysmale, un hématome intra-cérébral, une anoxie cérébrale d'origine circulatoire ou tout autre étiologie de lésions
25 neurologiques aiguës.
Durant ces dernières années, et à la suite des résultats favorables obtenus chez l'animal, une quinzaine d'essais cliniques ont évalué les effets neuroprotecteurs de plusieurs molécules telles que les antagonistes glutamatergiques, les antagonistes calciques, les anti-oxydants, les
30 canabinoïdes de synthèse, les anti-bradykinines, etc .. Malheureusement, aucune de ces études n'a pu démontrer un bénéfice en termes d'amélioration du pronostic clinique des patients traumatisés crâniens, ou des patients victimes d'un accident vasculaire cérébral, d'une hémorragie méningée anévrysmale, d'un hématome intra-cérébral, d'une anoxie cérébrale d'origine circulatoire ou toute autre étiologie de lésions neurologiques aiguës.
Plusieurs explications peuvent être données pour expliquer ces difficultés :
1 . Les médicaments évalués n'ont effectivement aucune efficacité ce qui pourrait, par exemple, être le cas des canabinoïdes de synthèse.
2. Il y avait une efficacité, mais uniquement dans un sous-groupe. En effet, le traumatisme crânien est un syndrome et non une maladie et les mécanismes physiopathologiques mis en jeu dans les contusions sont probablement très différents de ceux observés lors des lésions axonales diffuses.
II existe donc un réel besoin de trouver un procédé et/ou une méthode objective permettant d'évaluer efficacement l'effet d'une molécule sur, par exemple, les traumatismes crâniens, par exemple en fonction du mécanisme lésionnel en cause.
3. Il y avait une efficacité, mais faible, non détectable sur une catégorisation clinique du pronostic neurologique réalisée avec une échelle telle que celle de la GOSE, trop dépendante d'autres facteurs de type environnementaux.
Ces effets auraient été visibles si l'étude avait inclus plus de sujets (manque de puissance).
II existe donc un réel besoin de trouver un procédé et/ou une méthode permettant d'évaluer avec un nombre limité de sujets les effets de molécules pour la neuroprotection et/ou la neurostimulation.
4. Il y avait une efficacité, mais faible, très inférieure en valeur absolue aux effets des facteurs confondants. C'est par exemple le cas des statines dans l'hémorragie méningée anévrysmale, elles sont efficaces sur un biomarqueur, la S100, mais leur effet est « noyé » par l'influence des complications du geste endovasculaire ou opératoire et du grade clinique. Au total, les effets délétères sur la S100, des complications et du grade clinique pèsent beaucoup plus lourd que l'effet positif des statines qui devient invisible cliniquement.
Il existe donc un réel besoin de trouver un procédé et/ou une méthode palliant ces défauts, inconvénients et obstacles de l'art antérieur, en particulier un procédé permettant notamment de maîtriser le nombre de sujets, d'obtenir des résultats reproductibles et normalisés, de réduire les coûts et d'améliorer l'évaluation de molécules susceptibles d'avoir un effet neuroprotecteur et/ou stimulant la pousse neuronale.
Description de l'invention
La présente invention permet précisément de résoudre et de surmonter les obstacles et inconvénients de l'art antérieur précités en fournissant un procédé de suivi de l'efficacité d'un traitement sur la neuroprotection comprenant :
a) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FAi sur une image obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) du cerveau d'un patient avant ledit traitement, b) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FA2 sur une imagerie IRM du cerveau dudit patient après ledit traitement, c) Comparaison des valeurs de Fraction d'anisotropie et calcul d'un score (S) la formule suivante :
S = FA2 / FAi,
une valeur de S supérieur ou égale à 1 indiquant que le traitement est un traitement neuroprotecteur et/ou stimulateur de la pousse neuronal
En particulier, la présente invention a pour objet un procédé de suivi de l'efficacité d'un traitement sur la neuroprotection comprenant : a) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FAi dans au moins une région d'intérêt du cerveau sur une image obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) du cerveau d'un patient avant ledit traitement,
b) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FA2 ladite au moins une région d'intérêt du cerveau sur une imagerie IRM du cerveau dudit patient après ledit traitement, c) Comparaison des valeurs de Fraction d'anisotropie et calcul d'un score (S) pour chaque région d'intérêt en utilisant la formule suivante :
S = FA2 / FA1 ,
une valeur de S supérieure ou égale à 1 ,08 indiquant que le traitement est un traitement neuroprotecteur et/ou stimulateur de la pousse neuronale.
Dans la présente par valeur de S supérieure à 1 ,08 on entend une valeur de S supérieure à 1 plus 2 écart-types de la fluctuation observée durant la même période de temps dans la même région d'intérêt chez les sujets témoins dans au moins une des régions d'intérêt définies. En effet, en moyenne, la fluctuation de la FA observée spontanément chez les volontaires sains est de 0 + 4% après un délai moyen de 2 ans. Cette fluctuation de 4% représente 1 écart-type (mesure représentant la moyenne mesurée sur l'ensemble des régions d'intérêt chez 12 sujets volontaires sains en deux ans). Selon l'invention, un médicament est efficace si la fluctuation est supérieure de 2 écart-types de la fluctuation spontanée soit 8%. Selon l'invention, une valeur de S supérieure ou égale à 1 ,08 dans au moins une des régions d'intérêt étudiée indique que le traitement est un traitement neuroprotecteur et/ou stimulateur de la pousse neuronale.
Dans la présente par « IRM » on entend une méthode d'imagerie médicale basée sur le phénomène de la résonance magnétique, qui permet d'obtenir des images tomographiques de tissus, par exemple de tissus mous. Dans la présente par « image IRM » on entend toute image obtenue à partir d'un dispositif IRM, par exemple un appareil IRM 1 ,5 Teslas, 3,0 Teslas ou 7,0 Teslas, par exemple de la société Philips, de la société Général Electric (GE), ou de la société Siemens.
Selon l'invention l'image IRM peut être toute image obtenue par un dispositif IRM, par exemple une image non pondérée, de préférence une image pondérée en diffusion.
Dans la présente par « IRM de diffusion » on entend une séquence sensible aux caractéristiques locales de la diffusion des molécules d'eau dans les tissus comme décrit dans Basser et al. 1994 [1 ]. Dans le cerveau, l'organisation des axones en faisceaux de fibres induit une diffusion anisotrope des molécules d'eau, plus importante dans la direction des fibres que dans le plan transversal. L'IRM du tenseur de diffusion (DTI) permet de quantifier cette anisotropie localement en mesurant la diffusion locale dans les trois directions principales (λ1 , λ2 et λ3) du modèle du tenseur à partir de mesures de diffusion répétées dans différentes directions de l'espace comme décrit dans Basser and Pierpaoli 1996 [2]. Ces mesures permettent d'évaluer la diffusibilité axiale ou AD (pour « axial diffusivity ») (AD = λ1 ), la diffusibilité radiaire ou RD (pour « radial diffusivity ») (RD = (λ2+λ3)/2), la diffusibilité moyenne ou MD (pour « mean diffusivity ») (MD = (λ1 +λ2+λ3)/3) et la fraction d'anisotropie ou FA (pour « fractionnai anisotropy ») (FA = sqrt(1/2) * sqrt(^1 -λ2)2+( λ1 -λ3)2+( λ2- λ3)2) / sqrt^l 2+λ22+λ32)). Dans le contexte du traumatisme crânien, une baisse de FA locale est interprétée comme une perte d'intégrité des fibres de matière blanche due à la présence de lésions. La baisse de FA est associée à une augmentation de RD liée à une perte locale de myéline et à une baisse de AD lié à des lésions axonales
Dans la présente par « mesure de la Fraction d'Anisotropie » on entend, par exemple la mesure décrite dans Basser and Pierpaoli 1996 [22] calculée à partir des trois premières valeurs propres du modèle du tenseur (λ1 , λ2 et λ3) telle que :
FA = sqrt(1/2) * sqrt(^1 -λ2)2+( λ1 -λ3)2+( λ2-λ3)2) / sqrt(λ12+λ22+λ32) Dans la présente, par « patient », il est entendu tout individu susceptible d'avoir, par exemple une cérébrolésion, par exemple une cérébrolésion aiguë, il peut s'agir par exemple d'un mammifère, de manière préférée un humain.
Dans la présente le patient peut être un patient ayant subi, par exemple une cérébrolésion et/ou traumatisme crânien et/ou une hémorragie méningée, par exemple une hémorragie méningée anévrysmale et/ou un accident ischémique et/ou un accident hémorragique, par exemple un accident hémorragique intraparenchymateux et/ou anoxie cérébrale, par exemple dans les suites d'un arrêt cardiaque ou circulatoire.
II peut s'agir également d'un patient atteint d'une maladie chronique de la substance blanche, par exemple un patient atteint de la sclérose en plaque.
Dans la présente par « traitement » on entend par exemple un traitement médical, par exemple allopathique, faisant intervenir la prise de molécules, par exemple des molécules chimiques, par exemple des molécules obtenues par synthèse organique, des molécules d'origines biologiques, par exemples des protéines, des molécules provenant d'organismes vivants, par exemple de mammifères, de microorganismes, de plantes et/ou synthétisées par des organismes vivant, par exemple des protéines, des molécules d'acides nucléique, ou tout autre traitement non chimique, par exemple la rééducation, ou tout autre traitement basée sur la thérapie cellulaire, par exemple l'injection de cellules souches, l'injection de cellules neuronales dédifférenciées.
Dans la présente, les mesures de la Fraction d'Anisotropie aux étapes a) et b) peuvent être effectuées dans des régions identiques ou différentes du cerveau, de préférence dans des régions identiques. Dans la présente, les mesures de Fraction d'anisotropie des étapes a) et b) peuvent être effectuées dans au moins une des régions du cerveau, également nommé région d'intérêt, choisie parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
Dans la présente, « ICBM #n » fait référence à la nième région de l'atlas de 48 régions de matière blanche construit à partir de données de diffusion de 81 sujets sains (l'atlas 'ICBM-DTI-81 ' (Mori et al. 2005 [9]) disponible dans le logiciel FSL (Smith et al. 2004 [7]).
Dans la présente, les mesures de Fraction d'anisotropie peuvent être effectuée, par exemple dans au moins une des régions du squelette des faisceaux de matière blanche définie à partir de l'approche TBSS (pour « Tract-Based Spatial Statistics ») tel que décrit dans Smith et al. 2006 [88]. Il peut s'agir par exemple d'au moins une région, également nommé région d'intérêt, du cerveau choisie parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17), le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
De préférence selon l'invention les mesures sont effectuées dans au moins 2, ou 3, ou 4 ou 5 ou 6 ou 7 ou 8 ou 9 ou 10 ou 1 1 ou 12 ou 13 ou 14 ou 15 ou 16 ou 17 ou 18 ou 19 ou 20 des régions du cerveau, également nommé région d'intérêt, choisies parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
De préférence, les mesures sont effectuées dans plusieurs ou l'ensemble des régions du cerveau, également nommé région d'intérêt, suivantes le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
Selon l'invention, la valeur de la Fraction d'Anisotropie FAi et/ou FA2 peut être égale à la moyenne des FA mesurées ou à la mesure de la FA mesurée dans chaque région.
En d'autres termes, la valeur de la Fraction d'Anisotropie FAi et/ou FA2 peut être égale à la moyenne de la Fractions d'Anisotropies mesurée indépendamment dans chaque région d'intérêt.
Ainsi, si la mesure de la Fraction d'Anisotropie est effectuée dans une région, la valeur de FA sera égale à la moyenne des valeurs mesurées, par exemple pour chaque voxel de l'image obtenue par IRM de la région.
Si la valeur de la Fraction d'Anisotropie est mesurée dans plusieurs régions d'intérêts, chaque région aura une valeur de FA propre correspondant à la moyenne des valeurs mesurées pour chaque voxel de l'image obtenu par IRM de chaque région.
Dans ce mode de réalisation, la mesure de S pourra être calculée indépendamment pour chaque région d'intérêt.
Dans la présente, la mesure de la Fraction d'Anisotropie à l'étape a) peut être réalisée sur une image IRM prise dans une période de 1 à 180 jours, par exemple suivant une cérébrolésion, de 48 heures à 31 jours, dans un délai inférieur à 31 jours.
Dans la présente la mesure de la Fraction d'Anisotropie à l'étape b) peut être réalisée sur une image IRM prise dans une période d'environ 1 à plusieurs mois, par exemple de 1 à 12 mois, par exemple de 1 à 9 mois, par exemple 6 mois, de 1 à 6 mois, par exemple 3 mois, de 1 à 3 mois, d'environ un an à plusieurs années, par exemple de 1 à 5 ans, de 1 à 3 ans, de 1 à 2 ans suivant la mesure de Fraction d'Anisotropie à l'étape a). La mesure de la Fraction d'Anisotropie à l'étape a) est la première mesure de Fraction d'Anisotropie.
Le procédé de l'invention peut comprendre en outre une étape d) de mesure de la diffusibilité axiale, de diffusibilité radiaire, de diffusibilité moyenne, de coefficient apparent de diffusion
Dans la présente par « diffusibilité axiale» on entend la première valeur propre λ1 du modèle du tenseur calculée à partir d'images d'IRM pondérée en diffusion et correspondante à la direction principale de diffusion.
Dans la présente par « diffusibilité radiaire» on entend la moyenne de la deuxième et de la troisième valeur propre (λ2+λ3)/2 du modèle du tenseur calculée à partir d'images d'IRM pondérée en diffusion et correspondante à la direction principale de diffusion.
Dans la présente par « diffusibilité moyenne » on entend la moyenne des trois valeurs propres (λ1 +λ2+λ3)/3 du modèle du tenseur calculée à partir d'images d'IRM pondérée en diffusion et correspondante à la direction principale de diffusion.
Dans la présente par « coefficient apparent de diffusion » on entend la mesure de la mobilité des molécules d'eau localement par comparaison des images IRM sans pondération en diffusion (b=0) et celles pondérées en diffusion (b>0).
Le procédé de la présente invention trouve avantageusement une application dans le domaine médical où il pourra être utilisé, par exemple lors d'essais cliniques afin de déterminer et/ou de valider l'efficacité d'un traitement sur la neuroprotection.
En outre le procédé de l'invention permet avantageusement l'obtention d'un résultat fiable, reproductible et qui peut être comparé. La présente invention a également pour objet un procédé d'identification d'une molécule candidate neuroprotectrice et/ou stimulante la pousse neuronale comprenant :
a) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FAi sur une image obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) du cerveau d'un patient avant traitement avec ledit composé, b) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FA2 sur une imagerie IRM du cerveau dudit patient après ledit traitement, c) Comparaison des valeurs de Fraction d'anisotropie et calcul d'un score (S) la formule suivante :
S = FA2 - FAi,
une valeur de S supérieure ou égale à 1 indiquant que la molécule est un neuroprotectrice et/ou stimule de la pousse neuronale.
En particulier, la présente invention a également pour objet un procédé d'identification d'une molécule candidate neuroprotectrice et/ou stimulante la pousse neuronale comprenant :
a) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FAi dans des régions d'intérêt du cerveau sur une image obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) du cerveau d'un patient avant ledit traitement,
b) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FA2 dans les mêmes régions d'intérêt du cerveau sur une imagerie IRM du cerveau dudit patient après ledit traitement, c) Comparaison des valeurs de Fraction d'anisotropie et calcul d'un score (S) pour chaque région d'intérêt en utilisant la formule suivante :
S = FA2 / FA1,
une valeur de S supérieure à 1 ,08 indiquant que la molécule est un neuroprotectrice et/ou stimule de la pousse neuronale. Dans la présente par neuroprotecteur on entend la conservation de la structure neurale et/ou la diminution de la neurodégénération, par exemple une diminution et/ou un arrêt total de la neurodégénération. Dans la présente, la diminution et/ou l'arrêt total de la neurodégénération peut être évaluée, par exemple par analyse des modifications des diffusibilités radiales et axiales.
Dans la présente, par stimulateur de la pousse neurale, on entend par exemple une augmentation de la croissance neurale, il peut s'agir par exemple d'une augmentation, par exemple de la valeur de la mesure de la fraction d'anisotropie d'au moins 8 % chez un patient après traitement.
En particulier, il peut s'agir d'une augmentation d'au moins 2 écart- types de la valeur de la mesure de la fraction d'anisotropie, c'est à dire au moins deux fois la fluctuation de mesure observée durant la même période de temps dans la même région d'intérêt chez les sujets contrôles.
Dans la présente par « molécule candidate » on entend toute molécule que l'on souhaite tester. Il peut s'agir par exemple de molécules chimique et/ou biologique. Il peut s'agir, par exemple de molécules thérapeutiques utilisable pour le traitement de pathologies, de médicament par exemple toute substance ou composé connu de l'homme du métier possédant des propriétés curatives et/ou préventives à l'égard de pathologies, lésions, traumatisme, maladies humaines ou animales. Il peut s'agir par exemple de produit pharmaceutique à usage humain et/ou vétérinaire.
La présente invention a également pour objet la molécule candidate comme neuroprotecteur et/ou stimulant la pousse neuronale identifiée par le procédé de l'invention.
La présente invention a également pour objet le composé candidat identifié pour son utilisation comme médicament neuroprotecteur et/ou stimulant la pousse neuronale.
La présente invention permet donc avantageusement d'évaluer l'efficacité de molécules en tant que neuroprotecteur en fournissant un résultat fiable, reproductible et comparable. En outre le procédé de l'invention peut permettre avantageusement de valider l'efficacité de composés suite à un essai clinique.
La présente invention permet également d'identifier de nouvelles molécules candidates susceptibles d'avoir une action neuroprotectrice et/ou neurostimulatrice, pouvant, par exemple d'être utilisées dans des pathologies neurale, par exemple la maladie d'Alzheimer et ou d'être utilisé suite à une cérébrolésion afin, par exemple de conserver l'intégrité du cortex neural ou de diminuer la dégénérescence neurale, en particulier de la substance blanche.
En outre, la présente invention permet de comparer l'efficacité de molécule les unes par rapport aux autres, par exemple par rapport à des molécules déjà connues pour les applications précitées. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif.
Brève description des figures
- La figure 1 est une image représentant le squelette des principaux faisceaux de FA superposé à l'image moyenne de FA sur 58 volontaires sains FMRIB58_FA.
La figure 2 est une image représentant le masque des 20 régions d'intérêt pour l'extraction de la FA.
- La figure 3 est un diagramme représentant les valeurs moyennes des FA régionales normalisées pour les deux groupes de patients, carrés plein : bons pronostics, losange pleins : mauvais pronostic. Pour chaque région la valeur normale est à 1 . Les régions sont ordonnées par valeurs croissantes du groupe bon pronostic. L'abscisse indique les différentes régions du cerveau, l'ordonné les valeurs moyennes de FA. La figure 4 est un diagramme représentant la différence de FA mesurées et l'abscisse les régions du cerveau dans lesquelles ont été mesurées ces valeurs. EXEMPLES
Exemple 1 : Détermination des régions pour la mesure de la Fraction d'Anisotropie (FA), Méthode pour l'extraction des biomarqueurs d'IRM
a) Acquisitions d'IRM du tenseur de diffusion
Une acquisition DTI comporte une acquisition pondérée en T2 (correspondant à un facteur b=0) et des acquisitions avec des gradients de pondération en diffusion (b -=1000 s/mm2). Pour appliquer le modèle du tenseur, l'acquisition avec des gradients dans au moins 6 directions différentes de l'espace a été nécessaire. b) Prétraitements des images
Une série de prétraitement des données DTI brutes est effectuée à l'aide du logiciel FSL (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/, Smith et al. 2004 [7]:
- correction des distorsions induites par les courants de Foucault (avec la fonction « eddycorrect »). Cette correction a consisté à recaler (recalage rigide) les volumes pondérés en diffusion sur le volume pondéré en T2 comme décrit dans Jenkinson et al. 2002 [44].
- extraction du masque du cerveau en retirant du volume tous les tissus hors cerveau (avec la fonction bet) comme décrit dans Smith 2002 [66].
- Calcul des 3 valeurs propres (λ1 , λ2 et λ3) du modèle du tenseur pour chaque voxel comme décrit dans Basser et al. 1996 [2] permettant le calcul de la carte paramétrique d'anisotropie fractionnelle (FA) (avec la fonction dtifit). En particulier, l'obtention des mesures de diffusion régionales a été réalisée comme suite. Les calculs ont été effectués sur une station de travail équipée d'un système d'exploitation Linux (Ubuntu 10.04 LTS).
L'acquisition IRM cérébrale a été réalisée par imagerie du tenseur de diffusion comprenant un volume pondérée en T2 (correspondant à un facteur b=0) et une série de volumes (au moins 6) pondérés en diffusion (correspondant à un facteur b>0, typiquement b varie entre 500 et 1500 s/mm2. La série d'images pondérée en diffusion a été sauvegardé au format image digital et communication en médecine (« Digital Imaging and Communications in Medicine ») DICOM (http://medical.nema.org/) et exportée sur une station de travail indépendante.
Les images (« Digital Imaging and Communications in Medicine ») DICOM obtenues ont été en volume 4D au format NIFTI-1 (Cox et al. 2004 [12]) (nifti.nimh.nih.gov/nifti-1 ) à l'aide du logiciel dcm2nii (Rorden & Brett, 2000[13])
http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricron/dcm2nii.html ou du logiciel MRIconvert comme suit :
Les fichiers DICOM à convertir étaient dans le dossier ~/DTI_DICOM et un terminal a été ouvert, la commande suivante a été lancée :
dcm2nii ~/DTI_DICOM
ont été alors écrit dans ce même dossier, le fichier du volume 4D de diffusion nommé dti4D.nii, le fichier nommé dti4D.bval décrivant la valeur du facteur b pour chaque direction de gradient et le fichier nommé dti4D.bvec décrivant les coordonnées des différentes directions de gradient. Ces trois fichiers ont été déplacés dans un dossier dont le chemin d'accès est ~/DTI_NII
Le calcul des cartes paramétriques d'anisotropie fractionnelle (FA), de diffusivité radiaire (RD), de diffusivité axiale (AD) et de diffusivité moyenne (MD)) a été réalisé comme suit : Ce calcul a été effectué par un enchaînement de procédures implémentées dans le logiciel FSL (version 4.1 ) (Smith et al. 2004[14]) disponible gratuitement (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/)
• correction des distorsions induites par les courants de Foucault Cette correction consiste à recaler (recalage rigide) les volumes pondérés en diffusion sur le volume pondéré en T2 comme décrit dans Jenkinson et al. 2002 [44], la commande suivante a été lancée :
eddy_correct ~/DTI_NII/dti4D.nii ~/DTI_NII/corr_dti4D 0
le volume 4D corrigé est ~/DTI_NII/corr_dti4D.nii.
• extraction du masque du cerveau
Cette étape consiste à retirer du volume tous les tissus hors cerveau comme décrit dans Smith 2002 [66]. la commande suivante a été lancée : bet2 ~/DTI_NII/corr_dti4D.nii ~/DTI_NII/brain_corr_dti4D -f 0.2 -m
Le fichier correspondant au volume 4D masqué est
~/DTI_N I l/bra in_corr_dti4 D . n i i .
Le fichier correspondant au masque du cerveau binaire est ~/DTI_NII/brain_corr_dti4D_mask.nii. · Calcul des volumes de FA, MD, AD et RD
Il s'agit de calculer les 3 valeurs propres (λ1 , λ2 et λ3) du modèle du tenseur pour chaque voxel comme décrit dans Basser et al. 1996 [2] et de les combiner pour calculer les 4 paramètres d'intérêts, la diffusibilité axiale ou AD (pour « axial diffusivity ») (AD = λ1 ), la diffusibilité radiaire ou RD (pour « radial diffusivity ») (RD = (λ2+λ3)/2), la diffusibilité moyenne ou MD
(pour « mean diffusivity ») (MD = (λ1 +λ2+λ3)/3) et la fraction d'anisotropie ou FA (pour « fractionnai anisotropy ») (FA = sqrt(1/2) * sqrt(^1 ^2)2+( λ1 - λ3)2+( λ2-λ3)2) / sqrt^1 ^2^32)). Pour ce faire la commande suivante a été lancée :
dtifit -data=~/DTI Nll/brain corr dti4D.nii out=~/DTI_N I l/dti_corr_dti4D -mask=~/DTI_NII/brain_corr_dti4D_mask --bvecs=~/DTI_NII/ dti4D.bvec -bvals=~/DTI_NII/ dti4D.bval
Le fichier correspondant au volume de FA est ~/DTI_NII/dti_corr_dti4D_FA.nii, Le fichier correspondant au volume de MD est ~/DTI_NII/dti_corr_dti4D_MD.nii, le fichier correspondant volume de AD est ~/DTI_NII/dti_corr_dti4D_L1 .nii et le fichier correspondant le volume de RD est ~/DTI_NII/dti_corr_dti4D_Lt.nii.
A la fin de cette étape de prétraitement, chaque patient a été caractérisé par une image représentant une carte de FA. c) Extraction des paramètres régionaux
De manière à comparer les cartes entre elles, les cartes de FA ont été projetées dans un espace standard. Pour cela, les cartes de FA individuelles ont été tout d'abord recalées par un recalage non-linéaire FNIRT (« FMRIB's Non-linear Image Registration Tool ») [Andersson et al. 2007a, 2007b] dans un espace de référence caractérisé par une image de référence calculée sur 58 sujets sains (FMRIB58_FA). Pour ne tenir compte que des valeurs maximales de FA le long des faisceaux, ces valeurs locales maximales ont été projetées sur le squelette des principaux faisceaux de FA (voir figure 1 ) suivant la méthode TBSS décrite dans Smith et al. 2006 [8].
La figure 1 est une image représentant le squelette des principaux faisceaux de FA superposé à l'image moyenne de FA sur 58 volontaires sains. Comme représenté sur cette figure, on remarque clairement que ce squelette représente les centres communs au groupe des principaux faisceaux de matière blanche dans le cerveau.
En particulier, les volumes paramétriques ont été normalisés spatialement comme suit :
Le volume de FA a été projeté dans un espace standard pour permettre l'extraction des paramètres régionaux suivant la référence spatiale de l'atlas utilisé pour définir les régions d'intérêt. Pour cela, une méthode en quatre étape « tract-based spatial statistics » (TBSS) décrite dans Smith et al. 2006 [88] a été utilisé. Un dossier informatique « tbss » localisé ~/DTI_NII/tbss dans lequel a été copié le fichier correspondant au volume de FA dti_corr_dti4D_FA.nii a été crée. Avant de lancer les procédures, il a fallu se placer dans le dossier :cd ~/DTI_NII/tbss
TBSS-1 : Prétraitements
Cette étape érode légèrement les images et supprime la première et dernière coupe du volume. Pour cela la commande suivante a été lancée : tbss_1_preproc *
TBSS-2: Recalage non-linéaire - calcul de la transformation
Le volume de FA a été recalé par un recalage non-linéaire FNIRT (« FMRIB's Non-linear Image Registration Tool ») tel que décrit dans Andersson et al. 2007a [10], 2007b [1 1 ] dans un espace de référence caractérisé par une image de référence calculée sur 58 sujets sains (FMRIB58_FA). Pour cela la commande suivante a été lancée : tbss_2_reg -T
TBSS-3: Recalage non-linéaire- Application de la transformation La transformation précédemment calculée a été appliquée au volume de FA. Le volume est projeté dans l'espace du MNI152 1 x1 x1 mm. Pour cela la commande suivante a été lancée :
tbss_3_postreg -T
Le fichier correspondant au volume résultant était ~/DT l_N I l/tbss/stats/a I l_F A . n i i .
TBSS-4: Projection des valeurs sur le squelette de FA
Pour ne tenir compte que des valeurs maximales de FA le long des faisceaux, ces valeurs locales maximales ont été projetées sur le squelette des principaux faisceaux de FA. Pour cela, une carte des distances au squelette de FA de référence a été calculée avant d'effectuer la projection des valeurs tel que décrit dans Smith et al. 2006 [8]). Pour cela la commande suivante a été lancée : tbss_4_prestats 0.2
Le fichier correspondant au volume des valeurs de FA sur le squelette était
~/DTI_NII/tbss/stats/all_FA_skeletonised.nii.
Application de la transformation aux volumes AD, RD et MD
Le recalage non-linéaire et la projection sur le squelette de FA ont été appliqués de la même manière aux volumes de AD, RD et MD. Par exemple, pour MD, un dossier dont le chemin d'accès est ~/DTI_NII/tbss/MD a été crée dans lequel le fichier correspondant au volume de MD dti_corr_dti4D_MD.nii a été copié et renommer en dti_corr_dti4D_FA.nii. A partir du dossier dont le chemin d'accès est ~/DTI_NII/tbss, la commande suivante a été lancée : tbss_non_FA MD
Le fichier correspondant au volume des valeurs de MD sur le squelette est ~/DTI_NII/tbss/stats/all_MD_skeletonised.nii.
Le fichier correspondant aux volumes ~/DTI_NII/tbss/stats/all_L1_skeletonised.nii et ~/DTI_NII/tbss/stats/all_L1_skeletonised.nii ont été obtenus de la même manière.
Par ailleurs, 20 régions d'intérêt (ROIs) ont été définies sur la base de l'atlas de 48 régions de matière blanche construit à partir de données de diffusion de 81 sujets sains (l'atlas 'ICBM-DTI-81 ' disponible dans le logiciel fsl). Ces 20 ROIs ont été choisis par un collège d'experts (2 neuroradiologues et 1 neuroréanimateur) en tenant compte de leur taille (les petites ROIs d'origines ont été éliminées ou fusionnées) et de leur potentiel intérêt diagnostic. Ces 20 régions d'intérêts sont représentées sur la figure 2, elles sont indiquées par un numéro de 1 à 20 en fonction de la coloration de l'image en corrélation avec l'échelle de dégradé. Il s'agit du Pédoncule cérébelleux moyen indiqué 1 (ICBM #1 ), du tronc cérébral antérieur indiqué 2 (ICBM #2,7,8), du tronc cérébral postérieur indiqué 3 (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14), du genou du corps calleux indiqué 4 (ICBM #3), du tronc du corps calleux indiqué ( (ICBM #4), du splénium du corps calleux indiqué 6 (ICBM #5), du pédoncule cérébral droit indiqué 7(ICBM #15), du pédoncule cérébral gauche indiqué 8 (ICBM #16), du stratum sagittal droit indiqué 9 (ICBM #21 ,29,31 ,47), du stratum sagittal gauche indiqué 10 (ICBM #22,30,32,48), du faisceau longitudinal supérieur droit indiqué 1 1 (ICBM #41 ), du faisceau longitudinal supérieur gauche indiqué 12 (ICBM #42), du bras antérieur de la capsule interne droit indiqué 13 (ICBM #17), du bras antérieur de la capsule interne gauche indiqué 14 (ICBM #18), du bras postérieur de la capsule interne droit indiqué 15 (ICBM #19), du bras postérieur de la capsule interne gauche indiqué 16 (ICBM #20), de la capsule externe droite indiqué 17 (ICBM #33), de la capsule externe gauche indiqué 18 (ICBM #34), de la couronne radiée droite indiqué 19 (ICBM #23,25,27) et de la couronne radiée gauche indiqué 20 (ICBM #24,26,28) sur la figure 2.
Les 20 paramètres régionaux de FA de chaque patient sont les moyennes dans chaque ROI de la FA sur le squelette tel qu'obtenu dans le fichier dont le chemin d'accès est
~/DTI_N I l/tbss/stats/all_FA_skeleton ised.nii.
Les 20 paramètres de MD, AD et RD ont été calculés de la même manière.
Les inventeurs ont montré de manière surprenante que l'utilisation de ces ROIs, c'est-à-dire la mesure de la FA dans ces régions permet, d'une part, une évaluation locale des lésions et d'autre part, une comparaison robuste entre acquisitions et/ou sujets.
Chaque patient a donc été caractérisé par plus de 20 paramètres de FA (moyenne de la FA sur le squelette dans chaque ROI) reflétant l'intégrité régionale des faisceaux de matière blanche. Ces paramètres ont été extraits par masquage des cartes de FA projeté sur le squelette avec le masque des 20 ROIs. Pour que ces paramètres puissent être interprétables par rapport à un niveau normal de référence, la valeur de FA mesurée dans chaque ROI est normalisée par rapport à une valeur moyenne calculée sur une population de sujets sains, à savoir 10 individus, à partir de la même machine et des mêmes protocoles d'acquisition d'IRM. Cette normalisation permet également de comparer les mesures d'une machine d'IRM à une autre.
Evaluation des biomarqueurs
d) Populations et acquisitions
41 patients dans le coma après traumatisme crânien ont été admis dans le service de neuro-réanimation de la Pitié-Salpêtrière. Ils ont été inclus dans l'étude s'ils remplissaient les critères suivants :
1 ) nécessité d'une respiration mécaniquement assistée pour des raisons neurologiques,
2) absence de réponse aux ordres simples au moment de la signature du consentement légal par le représentant autorisé, au moins sept jours après l'accident
3) absence de réponse aux ordres simples non liée à l'administration de sédatifs
4) état clinique général permettant le transport du patient
5) Compliance cérébrale permettant le maintien de la position allongée pour l'acquisition IRM sans développement d'une hypertension intra-crânienne
Des acquisitions d'IRM ont été réalisées sur ces patients à la phase aiguë du traumatisme (temps 1 ) c'est-à-dire environ trois semaines après l'accident. La prise en charge de ces patients a suivi l'algorithme décrit dans Lescot et al. 2008 [55]. Une évaluation clinique de ces patients a été faite au moins 1 an après le traumatisme pour déterminer leur GOS
(Glasgow Coma Scale) permettant de les classer en deux groupes: 21 patients de pronostic favorable (GOS 4-5) et 20 de pronostic défavorable (GOS 1 -3). Une deuxième acquisition IRM à long terme (>1 ans après l'accident) a été effectuée pour 18 des 41 patients (temps 2). Enfin, une acquisition IRM a été effectuée sur la même machine chez 15 sujets contrôles pour permettre la normalisation des mesures de diffusion. Les détails des acquisitions IRM sont les suivants. Pour l'acquisition des patients à la phase aiguë (temps 1 ), ceux-ci étaient sous ventilation mécanique et sédation (sufentanil (20-30 Ig/h) et propofol (100-200 mg/h)):
· machine IRM: GE Signa 1 .5T
• séquence pondérée en diffusion 24 directions
- TR/TE = 8,000/84,9 ms
- 24 directions; diffusion b value=700 s/mm
- Épaisseur de coupe = 5 mm sans trou
- 27 coupes
Champ de vue = 32 x 32 cm2
- Matrice 256 x 256
• séquence pondéré en diffusion 1 1 directions
- TR/TE = 13,000/85,9 ms
- 24 directions; diffusion b value=900 s/mm
- Épaisseur de coupe = 3 mm sans trou
- 47 coupes
Champ de vue = 28 x 28 cm2
- Matrice 256 x 256
Toutes les acquisitions n'ont pas pu être faites chez tous les patients. Le tableau 1 montre le détail sur les 18 patients revus à la phase consolidée, pour l'examen au temps 1 , seule l'acquisition DTI 24 directions a été effectuée sur l'ensemble des 41 patients: Tableau 1
Dans le tableau 1 , les acquisitions faites sont représentés par (X) et non faites par (-) pour les 18 patients inclus pour l'étude de suivi longitudinal Les X indiquent les examens où une même acquisition a été faite aux deux temps d'acquisition. Le délai en jours entre les deux acquisitions est indiqué dans la dernière colonne. e) Résultats
. Données DTI 24 directions des 41 patients à la phase aiguë Les inventeurs ont extrait sur chacun de ces patients les 20 valeurs de FA régionales que nous avons normalisées par rapport aux valeurs contrôles. Les valeurs moyennes de ces mesures sur les deux groupes (pronostic favorable et pronostic défavorable) sont représentées Figure 3. Comme représenté sur cette figure, une baisse de FA a été mesurée : de 7% pour les patients de bon pronostic et de 18% pour ceux de mauvais pronostic. La différence de baisse de FA entre les deux groupes a été évalué statistiquement par le « two-sample t-test » avec p<0,05. Cette évaluation a montré une différence significative pour toutes les régions.
La figure 3 décrit les valeurs moyennes des FA régionales normalisées pour les deux groupes de patients (bons et mauvais pronostic). Pour chaque région la valeur normale est à 1 . Les régions sont ordonnées par valeurs croissantes du groupe bon pronostic.
Les 20 mesures de FA régionales ont permis de quantifier la gravité des lésions de matière blanche; plus les lésions sont sévères au sens de la FA, moins bon est le pronostic neurologique du patient.
• Données DTI 11 et 24 directions des 18 patients pour le suivi longitudinal.
Les mesures de FA ont été calculées dans les 20 régions pour chaque patient et chaque examen (1 1 et 24 directions, tempsl et temps2). La distribution des différences temps2-temps1 en valeur absolue pour chaque patient et chaque type d'acquisition est reportée figure 4. La figure 4 représente les différentes valeurs obtenues en fonction des différentes régions à savoir : pédoncule cérébelleux moyen (MCP), tronc cérébral antérieur (antBS), tronc cérébral postérieur (postBS), genou du corps calleux (gCC), tronc du corps calleux (bCC), splénium du corps calleux (sCC), pédoncule cérébral droit (CP_R), pédoncule cérébral gauche (CP_L), stratum sagittal droit (SS_R), stratum sagittal gauche (SS_L), faisceau longitudinal supérieur droit (SLF_R), faisceau longitudinal supérieur gauche (SLF_L), bras antérieur de la capsule interne droit (ALIC_R), bras antérieur de la capsule interne gauche (ALIC_L), bras postérieur de la capsule interne droit (PLIC_R), bras postérieur de la capsule interne gauche (PLIC_L), capsule externe droite (EC_R), capsule externe gauche (EC_R), couronne radiée droite (CR_R) et couronne radiée gauche (CR_L). Un test de Student apparié a montré que ces différences ne sont pas significativement différentes de 0 (p>0,1 ) quelle que soit la région (résultats non fournis).
Cet exemple démontre donc, en l'absence de tout traitement spécifique, qu'il n'y a pas de modification significative des mesures de FA régionales entre une acquisition précoce et une acquisition en phase consolidée pour des patients traumatisés crâniens sévères.
Les résultats obtenus dans cet exemple démontrent donc clairement que :
- les mesures de FA normalisées dans les 20 régions choisies sont des biomarqueurs pertinents de la gravité neurologique des lésions après traumatisme crânien sévère.
- Les mesures de FA normalisées dans les 20 régions choisies restent stables entre deux acquisitions à distance, c'est-à-dire à différent temps, l'une à la phase aiguë, l'autre à la phase consolidée.
A la lumière de ces deux conclusions, un procédé comprenant la mesure de FA permet de mesurer l'efficacité de médicaments, par exemple des neuroprotecteurs administrés dans le cadre de la pathologie cérébrale aiguë.
La moyenne des mesures de FA sur les 18 patients (temps 1 et 2 confondus) est m = 0,948 et la variance est s = 0,006. Une hausse de cette mesure de FA moyenne de 5% (soit d = 0,05*m = 0,047) avec une erreur de type I de 5% et une puissance statistique de 80% (beta=20%) est détecté lorsque le nombre de sujet par groupe (placebo et traité) est de n = 15. En outre, comme démontré dans cet exemple, le procédé de l'invention permet d'évaluer les effets de différents traitements, par exemple neuroprotecteur ou activateur de la repousse neuronale ou procédé non chimique. Il est utile, par exemple lors d'études clinique de phase Mb (validation de la preuve de concept « proof of concept»). Le procédé de l'invention permet donc avantageusement une réduction drastique du nombre de sujets à inclure pour affirmer ou infirmer l'efficacité d'un médicament par rapport aux études cliniques traditionnelles. Dans ce type d'approche, une étude de phase III ne sera mise en place que si une efficacité sur le biomarqueur IRM a pu être mise en évidence en phase Mb. Le procédé de l'invention permet donc de tester beaucoup plus de molécules à un coût moindre. Il permet également aussi éviter d'exposer des patients à des traitements inefficaces et de réduire le nombre de patients recevant un placebo.
Exemple 2 : Evaluation d'une molécule candidate par mesure de la FA régionale
- 2 groupes de n patients traumatisés crânien sévère, l'un traité, l'autre placebo.
- Protocole de traitement en phase aiguë (injection, ...) ou chronique
- Protocole d'imagerie pour suivre l'évolution : une acquisition précoce puis acquisition à 3 mois, 6 mois, et/ou 1 an ou plus tardive encore.
- Comparaison de la modification dans le temps des FA régionales entre les deux groupes. Toute interaction significative signe l'efficacité du traitement, si le groupe traité a des valeurs de FA qui augmentent significativement dans le temps par rapport au groupe placebo. Les mesures de FA faites dans le groupe placébo ne varient pas dans le temps. Listes des références
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Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de suivi de l'efficacité d'un traitement sur la neuroprotection comprenant :
a) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FAi dans au moins une région d'intérêt du cerveau sur une image obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) du cerveau d'un patient avant ledit traitement,
b) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FA2 ladite au moins une région d'intérêt du cerveau sur une imagerie IRM du cerveau dudit patient après ledit traitement, c) Comparaison des valeurs de Fraction d'anisotropie et calcul d'un score (S) selon la formule suivante :
S = FA2 / FA1 ,
une valeur de S supérieure à 1 ,08 indiquant que le traitement est un traitement neuroprotecteur et/ou stimulateur de la pousse neuronale.
2. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre une étape d) de mesure de la diffusibilité axiale, de diffusibilité radiaire, de diffusibilité moyenne, de coefficient apparent de diffusion.
3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les mesures de Fraction d'anisotropie des étapes a) et b) sont effectuées dans au moins une des régions d'intérêt du cerveau choisie parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le
Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les mesures de fraction d'anisotropie des étapes a) et b) sont effectuées dans les régions d'intérêt du cerveau choisies parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14), le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les mesure d'anisotropie fractionnelle est réalisée sur une image IRM d'un patient ayant subit une cérébrolésion dont traumatisme crânien, hémorragie méningée anévrysmale, accidents ischémiques et hémorragiques intraparenchymateux, anoxie cérébrale.
6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel la mesure de FAi est réalisée sur une image IRM prise dans une période de 48h à 31 jours suivant la cérébrolésion.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mesure de FA2 est réalisée sur une image IRM prise dans une période d'au moins un mois suivant la mesure de FAi .
8. Procédé d'identification d'une molécule candidate neuroprotectrice et/ou stimulatrice la pousse neuronale comprenant :
a) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FAi dans au moins une région d'intérêt du cerveau sur une image obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) du cerveau d'un patient avant ledit traitement,
b) Mesure de la Fraction d'Anisotropie FA2 ladite au moins une région d'intérêt du cerveau sur une imagerie IRM du cerveau dudit patient après ledit traitement, c) Comparaison des valeurs de Fraction d'anisotropie et calcul d'un score (S) selon la formule suivante :
S = FA2 / FAi,
une valeur de S supérieure ou égale à 1 ,08 indiquant que la molécule candidate est neuroprotectrice et/ou stimulatrice de la pousse neuronale.
9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel les mesures de fraction d'anisotropie des étapes a) et b) sont effectuées dans au moins une des régions d'intérêt du cerveau choisie parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28). 10. Procédé selon la revendication 8 dans lequel les mesures de fraction d'anisotropie des étapes a) et b) sont effectuées dans les régions d'intérêt du cerveau choisies parmi le pédoncule cérébelleux moyen (ICBM #1 ), le tronc cérébral antérieur (ICBM #2,7,8), le tronc cérébral postérieur (ICBM #9,
10,1 1 ,12,13,14) , le genou du corps calleux (ICBM #3), le tronc du corps calleux (ICBM #4), le splénium du corps calleux (ICBM #5), le pédoncule cérébral droit (ICBM #15), le pédoncule cérébral gauche (ICBM #16), le stratum sagittal droit (ICBM #21 ,29,31 ,47), le stratum sagittal gauche (ICBM #22,30,32,48), le Faisceau longitudinal supérieur droit (ICBM #41 ), le faisceau longitudinal supérieur gauche (ICBM #42), le bras antérieur de la capsule interne droit (ICBM #17) le bras antérieur de la capsule interne gauche (ICBM #18), le bras postérieur de la capsule interne droit (ICBM #19), la Bras postérieur de la capsule interne gauche (ICBM #20), le capsule externe droite (ICBM #33), le capsule externe gauche (ICBM #34), la couronne radiée droite (ICBM #23,25,27), la couronne radiée gauche (ICBM #24,26,28).
1 1 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 dans lequel les mesure d'anisotropie fractionnelle est réalisée sur une image IRM d'un patient ayant subit une cérébrolésion dont traumatisme crânien, hémorragie méningée anévrysmale, accidents ischémiques et hémorragiques intraparenchymateux, anoxie cérébrale
12. Procédé selon la revendication 8 dans lequel la mesure de FAi est réalisée sur une image IRM prise dans une période de 48h à 31 jours suivant la cérébrolésion.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel la mesure de FA2 est réalisée sur une image IRM prise dans une période d'au moins un mois suivant la mesure de FAi .
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