Mise en évidence, par tomographie par émission de positons, de la réponse métabolique à la radiochirurgie par Gamma Knife du noyau ventral intermédiaire du thalamus dans le tremblement essentiel.

Mise en évidence, par tomographie par émission de positons, de la réponse métabolique à la radiochirurgie par Gamma Knife du noyau ventral intermédiaire du thalamus dans le tremblement essentiel.

Verger A, Witjas T, Carron R, Eusébio A, Boutin E, Régis J et Guedj E.

Contexte.

Parmi les méthodes disponibles pour traiter le tremblement essentiel (TE) réfractaire aux médicaments, la radiochirurgie du noyau ventral médian du thalamus (VIM) par Gamma Knife (GKVIM) s’est révélée être un outil efficace, entraînant peu de complications. Mais la relation exacte entre la lésion locale et l’amélioration clinique n’est pas complétement élucidée, en particulier quand il s’agit d’expliquer les changements observés dans des régions cérébrales éloignées du thalamus. De plus, certains patients ne présentent aucune amélioration après GKVIM, alors que la lésion est bien réelle, ce qui montre la complexité des relations entre changements locaux et amélioration clinique. A ce jour, il n’existe pas de biomarqueurs prédictifs qui permettraient de distinguer les futurs patients « répondeurs » des non-répondeurs.

En combinant l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomographie par émission de positons (TEP), Verger et collaborateurs espèrent apporter des résultats nouveaux pour mieux comprendre la physiopathologie du TE. La TEP au ¹⁸F-fluorodesoxyglucose permet de mesurer le niveau du métabolisme du glucose dans le cerveau (CMRGlc). Au moyen d’un programme d’analyse de corrélations entre régions, il est aussi possible de déterminer la connectivité de réseaux cérébraux, en termes de métabolisme.

L’étude rapporte des changements du CMRGlc et des connexions métabolique entre divers région cérébrales chez des patients TE traités par GKVIM.  Elle cherche aussi à identifier les substrats métaboliques qui permettraient de distinguer les patients répondeurs des non-répondeurs pour orienter le recours à la GKVIM.

Méthodes.

L’étude a porté sur 42 patients droitiers pour lesquels la lésion par GKVIM a été pratiquée à gauche. L’effet de la lésion sur le tremblement a été mesuré par l’échelle Fahn-Tolosa-Marin, avec une valeur seuil de 45 % d’amélioration. Le suivi IRM a été fait à 6 et 12 mois après GKVIM, pour s’assurer que la lésion était effective et rechercher d’éventuelles lésions secondaires. La TEP au ¹⁸F-fluorodesoxyglucose a été faite 60 (± 84) jours avant GKVIM et 484 (± 85) jours après. Le groupe témoin a été formé de 31 sujets en bonne santé présentant les même caractéristiques démographiques que les patients TE. L’analyse statistique a comparé (i) les groupes avant et après GKVIM pour voir les changements métaboliques provoqués par la lésion (facteur temps); (ii) les sujets répondeurs et non-répondeurs avant et après lésion (facteur groupe) ; (iii) la combinaison facteur temps x facteur groupe pour identifier le substrat métabolique distinguant répondeur/non-répondeur.

Résultats

Après GKVIM, 35 patients (83%) ont constaté une amélioration de leur état clinique. Cinq d’entre eux ont vu leur tremblement supprimé à 100%, la moyenne sur le groupe entier étant de 64,2% d’amélioration. Tous les patients TE opérés, répondeurs et non-répondeurs, ont présenté une baisse du métabolisme dans le thalamus gauche, ce qui était attendu. De plus, cette baisse a été  associée à un hypométabolisme dans des zones plus éloignées telles que le cervelet droit, les gyrus temporaux supérieurs et moyens gauches et, bilatéralement, les gyrus frontaux moyens et inférieurs. Chez les patients n’ayant pas répondu – pas de diminution de leur tremblement- on observe une baisse du métabolisme dans le cortex temporo-occipital droit après GKVIM. Avant la lésion, le métabolisme dans cette région était déjà plus bas chez les non-répondeurs par comparaison aux répondeurs, ce résultat pouvant être considérer comme un biomarqueur prédictif de la future réponse à la lésion du VIM.

Chez les patients non-répondeurs, une forte « connectivité » entre le thalamus gauche et le cortex temporo-occipital a été observée avant GKVIM, évoquant un mécanisme compensateur. Cette connectivité ne se retrouve pas après traitement, ce qui pourrait signifier la perte du mécanisme compensateur et peut-être, partiellement, l’absence d’effet sur le tremblement après lésion. A l’inverse, chez les répondeurs, cette connectivité a toujours été faible, mais stable.

Il faut noter que les auteurs ont observé des différences inattendues entre réponses cliniques et données  radiologiques : 5 réponses cliniques sans lésion thalamique et 2 absences de réponse avec lésion visible à l’IRM. Les premier cas semblent indiquer que l’effet clinique n’est pas associé systématiquement à une lésion morphologique. Cette observation renforce l’hypothèse que GKVIM a une action neuromodulatrice, ce qui rend possible des effets métaboliques à distance. Les seconds cas peuvent s’expliquer par la variabilité anatomique et métabolique d’un sujet à l’autre qui fait que les réponses cliniques peuvent différer alors que les lésions ont une morphologie identique.

Conclusion.

Cette étude montre des changements dans la consommation cérébrale du glucose chez les patients TE, après GKVIM gauche. Le métabolisme baisse dans le thalamus gauche et, au-delà, dans le réseau cortico cérébelleux. Chez les patients qui ne répondent à la lésion du VIM, on note une augmentation de la connectivité entre le thalamus et l’aire temporo occipitale qui est présente avant lésion mais qui ne s’observe plus après GKVIM. Chez ces patients non-répondeurs, on relève aussi un hypométabolisme dans les régions impliquées dans les processus visio-spatiaux. Cette particularité métabolique chez les non-répondeurs pourrait déterminer la réponse clinique à la radiochirurgie, ce qui suggère un lien spécifique entre les cortex moteurs et visuels. Il pourrait s’agir d’une piste pour chercher des biomarqueurs de la réponse à la lésion et du suivi post-lésionnel. Même si les auteurs reconnaissent qu’il faudra répéter l’étude sur un plus grand nombre de patients, ils considèrent que la double approche, IRM et TEP au ¹⁸F-fluorodesoxyglucose, contribue à mieux comprendre les mécanismes physiologiques du TE et leur hétéogénéité.

Publication originale : Metabolic Positron Emission Tomography Response to Gamma Knife of the Ventral Intermediate Nucleus in Essential Tremor. Verger A, Witjas T, Carron R, Eusebio A, Boutin E, Azulay JP, Regis J, Guedj E. Neurosurgery. 2019 Jun 1;84(6):E294-E303

Traduction : Marie-Hélène Bassant, relecture Nicole Sarda, ScienSAs’/Inserm.