Caractérisation des évènements vasculaires précoces par imagerie à ultrasons et de super-résolution au cours de l’AVC ischémique et de l’AVC hémorragique

Chaque année, environ 17 millions de personnes dans le monde auront un Accident Vasculaire Cérébral (AVC) pouvant entraîner des séquelles plus ou moins graves voir la mort de l’individu. Il existe deux types d’AVC : l’AVC ischémique, le plus courant (80%), est dû à l’obstruction d’une artère cérébrale et l’AVC hémorragique induit par la rupture d’un vaisseau sanguin cérébral. Actuellement, moins de 10% des patients peuvent bénéficier de traitement (injection intraveineuse d’un médicament pour dissoudre le caillot sanguin (l’activateur tissulaire du plasminogène ou tPA) parfois accompagné d’une intervention pour le retirer (thrombectomie)). L’AVC est un problème de santé publique majeur et nécessite le développement de nouvelles techniques d’imagerie pour mieux les comprendre, les diagnostiquer et les traiter efficacement améliorant la prise en charge des patients. Ce projet vise à valider une nouvelle technique d’imagerie par ultrasons superrésolutive qui caractériserait les évènements vasculaires survenant au plus proche de l’AVC, et observer la stabilité de caillots de composition différente et l’efficacité du traitement. Ce projet permettra d’évaluer son potentiel diagnostic pour détecter précocement les AVC (au plus près de la prise en charge du patient) et confirmer rapidement le diagnostic, l’efficacité du traitement et le retour de la circulation sanguine dans la zone atteinte. La comparaison des données obtenues en imagerie et en histologie permettra de mieux comprendre les modifications vasculaires et ces conséquences. Nous allons d’abord tester cette approche d’imagerie chez l’animal anesthésié pour éviter les mouvements qui compliquerait les analyses. Puis une étude où l’imagerie sera réalisée chez l’animal éveillé et l’induction de l’AVC effectuée sous anesthésie. Ce projet inclura également l’AVC hémorragique, plus rare, mais dont il est important d’améliorer le diagnostic et la compréhension. Pour cela, nous mettrons au point un modèle d’AVC hémorragique induit par l’éclatement de microbulles sensibles aux ultrasons dans la circulation sanguine induisant la rupture d’un vaisseau sanguin de manière non invasive et focalisé dans une région cérébrale donnée, reproduisant différents profils observés en clinique. La diversité des modèles employés recréera celle observées en clinique. Ce projet pourrait offrir des perspectives intéressantes pour l’étude du réseau vasculaire et faire progresser la compréhension de l’AVC et des traitements.

Le bénéfice attendu de ce projet est de mieux comprendre ce qui se passe dans les vaisseaux sanguins survenant très tôt après le début d’un AVC pour comprendre comment cela affectent la formation d’un AVC ischémique (caillot sanguin) ou hémorragique (rupture de vaisseau). Avec de nouvelles approches d’imagerie, nous pourront mieux comprendre les effets à long terme des AVC et aider à améliorer les traitements. Nous utiliserons différents modèles pour simuler les situations réelles rencontrées en clinique. Dans ce but, nous proposons de caractériser les évènements vasculaires survenant au cours d’un AVC ischémique, en créant des caillots sanguins de compositions différentes et présentant une diversité des zones cérébrales atteintes de part une localisation aléatoire des caillots sanguins formés, comme cela est le cas en clinique. Le bénéfice de ce projet serait donc de caractériser et étudier les évènements vasculaires survenant lors d’un AVC ischémique et au plus près de sa survenue par une nouvelle approche d’imagerie. Nous développerons également un modèle d’AVC hémorragique avec une approche peu invasive où la rupture du vaisseau sanguin est induite de manière ciblée par des microbulles. Ceci nous permettrait également de comprendre les changements vasculaires survenant au plus près de l’AVC et amènerait ainsi l’opportunité de déboucher sur des études cliniques et la possibilité d’augmenter le succès de transpositions de résultats précliniques à la clinique humaine. Une des grandes innovations de ce projet est l’utilisation d’une nouvelle technologie d’imagerie à ultrasons, qui offre une meilleure résolution et pourrait être utilisée directement au chevet du patient. Cela permettrait d’étudier les vaisseaux sanguins en 3D, avec une plus grande précision, et de l’appliquer à différents types de maladies. In fine, ce projet offrirait la possibilité d’adapter les pratiques cliniques en modifiant la prise en charge et/ou le traitement de patients et adopter une approche d’imagerie plus accessible en clinique.

Les animaux seront soumis a: 1- Pose d’un cathéter intraveineux pour injection de traitements ou agent de contraste (n=920, durée de la procédure : 15 minutes), 2- Pose de plaque métallique crânienne (n=80, durée de la procédure: 60minutes), 3- Approches chirurgicales : (n=680 souris au total): 2.1- Modèle d’ischémie thromboembolique cérébrale focale par injection de thrombine (n=220, durée de la procédure: 45 minutes), 2.2- Modèle d’ischémie thromboembolique cérébrale focale par application de FeCl2 (n=220, durée de la procédure :45 minutes) 2.3- Modèle d’ischémie thromboembolique cérébrale par formation d’un caillot périphérique carotidien (n=80, durée de la procédure : 1.5 heures) et 2.4- Modèle d’ischémie thromboembolique cérébrale par formation d’un caillot périphérique carotidien avec sang autologue (n=80, durée de la procédure : 30minutes), 4- Approche d’induction d’hémorragie intracérébrale (n=60, durée de la procédure : 45 minutes), 5- 2 procédures d’imagerie par échographie ultrasonore (n=800, durée de la procédure : 140 minutes), 6- Un protocole d’habituation à l’imagerie éveillée par jour pendant 7jours consécutifs avant et après chirurgie, avec des sessions de durée croissante progressivement (n=80) et 7- Procédure chirurgicale terminale (n= 680, durée de la procédure : 15 minutes).

Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaitre chez les animaux lors de la procédure seraient : – une perte de poids après les anesthésies et l’AVC, – des douleurs per-opératoires lors de la pose du cathéter et la chirurgie d’induction de l’AVC sous anesthésie – des douleurs post-opératoires après l’induction de l’AVC sous anesthésie, – un stress lors des premières sessions d’habituation à l’imagerie éveillée, – des douleurs post-opératoires après la pose de plaque métallique crânienne, – des déficits fonctionnels à la suite de l’AVC hémorragique (diminution ou perte de fonctions motrices (perte de force dans les membres ou démarche peu assurée), de fonctions sensorielles (vision et sensibilité des vibrisses affaiblies)). Ces effets sont connus dans l’expérimentation au laboratoire. Une surveillance accrue sera réalisée à chacune de ces étapes. L’animal sera gardé en vie uniquement si l’état de bien-être de l’animal est correct suite à chaque étape de la procédure

L’ensemble des animaux utilisés dans ce projet (920) seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Il a été décidé de ne garder aucun animal en vie car il n’est pas concevable pour leur bien être de réhabiliter ou réutiliser des souris ayant subi une procédure telle que l’induction d’un AVC ischémique ou hémorragique. De plus, les tissus générés permettront une étude histologique de l’intégrité cérébrale et vasculaire ainsi que les altérations induites par l’AVC (localisation des caillots ou hémorragies notamment).

La souris est l’espèce animale la plus étudiée dans les neurosciences, et notamment dans le développement de thérapies et d’outils diagnostiques. C’est également l’espèce de référence pour étudier l’inflammation, l’hémorragie et l’ischémie cérébrale dans la littérature. Les connaissances et acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rendent cette espèce particulièrement intéressante pour étudier l’AVC ischémique et hémorragique. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont bien connues et semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. L’étude se déroulera sur deux souches de souris présentant des profils de collatérales différentes, et des réponses physiologiques à l’ischémie différentes, comme observé chez l’humain. De plus, ces deux souches sont régulièrement utilisées pour la recherche, d’où l’intérêt de valider ce modèle sur ces dernières. Les souris utilisées seront de jeunes adultes, entre 5 et 9 semaines (5 semaines lors du début du protocole, et 9 semaines arrivées à la fin du protocole). Nous réaliserons nos modèles sur des jeunes adultes soit des animaux de même stade de développement que ceux utilisés en majorité dans les modèles d’AVC nous permettant ainsi de pouvoir comparer les données de cette étude avec la majorité des données obtenues au laboratoire sur les modèles d’AVC. Les animaux seront commandés à l’âge de 5 semaines afin de leur laisser un temps d’acclimatation à leur nouvel environnement.