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Une étude fondée sur des mégadonnées trouve le tout premier signe de l’émergence de l’Alzheimer

This study used multiple imaging techniques to measure amyloid concentration, glucose metabolism, cerebral blood flow, functional activity and brain atrophy in 78 regions of the brain, covering all grey matter.
±ĘłÜ˛ú±ôľ±Ă©: 11 July 2016

L’étude fait ressortir l’importance de la puissance de calcul pour les futures percées neurologiques

Des chercheurs de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal ont eu recours à un puissant outil pour mieux comprendre la progression de la maladie d’Alzheimer tardive et ont identifié ses premiers signes physiologiques.

Sous la direction d’Alan Evans, professeur de neurologie, de neurochirurgie et de gĂ©nie biomĂ©dical au Neuro, les chercheurs ont analysĂ© plus de 7Ěý700 images du cerveau de 1Ěý171 personnes Ă  diffĂ©rents stades de progression de la maladie d’Alzheimer, obtenues Ă  l’aide de diverses techniques, dont la rĂ©sonance magnĂ©tique (IRM) et la tomographie par Ă©mission de positons (TEP). Ils ont aussi analysĂ© des Ă©chantillons de sang et de liquide cĂ©rĂ©brospinal, ainsi que le niveau de cognition des sujets.

Les chercheurs ont constaté que le premier signe physiologique de la maladie d’Alzheimer est une diminution de l’apport de sang au cerveau, contrairement aux connaissances antérieures selon lesquelles une augmentation des protéines amyloïdes était le signe initial décelable. Bien que le rôle des protéines amyloïdes soit indéniable, l’étude montre que des changements dans l’irrigation sanguine sont le tout premier signe avant-coureur de l’alzheimer. D’après l’étude, les changements dans la cognition s’amorcent plus tôt qu’on le pensait dans la progression.

La maladie d’Alzheimer tardive est très complexe, mais importante à comprendre. Elle ne résulte pas d’un seul mécanisme neurologique, mais bien de plusieurs mécanismes associés dans le cerveau. Comme il s’agit de la cause la plus répandue de démence chez l’humain, il est crucial de percer les interactions entre ses mécanismes afin de mettre au point des traitements.

Les recherches antérieures sur les mécanismes contribuant à la maladie d’Alzheimer tardive avaient une portée limitée et en donnaient un portrait incomplet. La présente étude, , tenait compte des caractéristiques de la concentration d’amyloïdes, du métabolisme du glucose, du débit sanguin cérébral, de l’activité fonctionnelle et de l’atrophie cérébrale dans 78 régions du cerveau, couvrant l’entièreté de la matière grise.

«ĚýL’absence d’une comprĂ©hension intĂ©grative de la pathologie de la maladie d’Alzheimer tardive, de ses mĂ©canismes multifactoriels, est un obstacle crucial au dĂ©veloppement d’agents thĂ©rapeutiques efficaces pouvant modifier l’évolution de la maladieĚý», indique Yasser Iturria Medina, boursier postdoctoral Ă  l’INM et premier auteur de l’article.

La trajectoire de chaque facteur biologique a été enregistrée à l’aide des données de chaque patient sur une période de 30 ans. Ce processus a ensuite été reproduit 500 fois pour améliorer la robustesse des estimations et la stabilité des résultats.

La compilation et l’analyse des donnĂ©es ont exigĂ© des milliers d’heures et n’auraient pu ĂŞtre possibles sans un logiciel très perfectionnĂ© et des tĂ©raoctets d’espace sur disque dur. Une telle approche guidĂ©e par des donnĂ©es Ă  la neurologie devient de plus en plus importante, selon le Pr Evans. «ĚýNous disposons de nombreuses façons d’acquĂ©rir des donnĂ©es concernant le cerveau, mais que faire de toutes ces donnĂ©es? La neurologie continue d’être limitĂ©e par notre capacitĂ© Ă  donner un sens Ă  l’abondance de donnĂ©es recueillies. Les dĂ©fis mathĂ©matiques et statistiques qui en rĂ©sultent sont complexes, mais c’est lĂ  oĂą rĂ©side l’avenir de la recherche clinique sur le cerveauĚý», dit-il.

Cette Ă©tude accentue aussi l’importance du partage de donnĂ©es entre Ă©tablissements, c’est-Ă -dire le modèle de science ouverte. Les donnĂ©es des patients pour l’étude provenaient de l’ADNI (´ˇ±ôłúłó±đľ±łľ±đ°ů’s Disease Neuroimaging Initiative), un partenariat regroupant plus de 30 Ă©tablissements du Canada et des États-Unis. Sans le partage de donnĂ©es, les connaissances que cette Ă©tude ajoute Ă  notre comprĂ©hension de la maladie d’Alzheimer tardive seraient encore inconnues. Le Pr Evans signale que son article scientifique n’est qu’un parmi des centaines Ă  se fonder sur l’ensemble de donnĂ©es de l’ADNI.

«ĚýEn soi, cela justifie l’ADNI et le partage de donnĂ©es. Rien ne se perd, tout se transforme. Nous tirons parti de donnĂ©es acquises par d’autres et nous les enrichissons des nĂ´tresĚý», souligne-t-il.

Bien que l’étude soit l’une des plus complètes Ă  avoir Ă©tĂ© publiĂ©e Ă  ce jour sur la progression de la maladie d’Alzheimer, le Pr Evans aimerait pouvoir approfondir le sujet, non seulement pour enregistrer, mais aussi dĂ©terminer les causes de chaque mĂ©canisme. L’exercice pourrait ouvrir la voie Ă  de meilleurs traitements. Il n’est limitĂ© que par la quantitĂ© de pouvoir informatique que les mĂ©gadonnĂ©es peuvent fournir. Ěý

Pour le Pr Evans, il s’agit «Ěýd’un dĂ©fi mathĂ©matique et informatique qui va au-delĂ  de tout ce que nous avons rĂ©alisĂ© jusqu’ici. Notre but est de rĂ©aliser une modĂ©lisation causale de haut niveau des interactions entre tous les facteurs de la maladie, ce qui exige une Ă©norme puissance de calcul. Ă€ nous d’être prĂŞts avec le logiciel, les algorithmes et les donnĂ©es en attendant l’arrivĂ©e du matĂ©riel de pointe indispensableĚý».

«ĚýIl nous faut encore plus d’études synthèses guidĂ©es par des donnĂ©es, susceptibles de tenir compte de tous les facteurs biologiques possibles en cause, de mĂŞme que de tirer au clair les interactions directes entre ces facteursĚý», ajoute M. Medina. «ĚýĂ€ dĂ©faut de quoi, nous ne pouvons rĂŞver de traitements efficaces. Nous continuerions de travailler Ă  l’aveuglette.Ěý»

L’étude a bĂ©nĂ©ficiĂ© du soutien financier et opĂ©rationnel de la Fondation Neuro Canada, des Instituts de recherche en santĂ© du Canada, de CANARIE, de Calcul Canada, de la Fondation canadienne pour l’innovation et de la bourse Molson de recherche postdoctorale en neuroingĂ©nierie de l’UniversitĂ© Â鶹AV.

Le Neuro

L’Institut et hĂ´pital neurologiques de MontrĂ©al – le Neuro – est un centre mĂ©dical universitaire unique qui se consacre aux neurosciences. FondĂ© en 1934 par l’éminent neurochirurgien Wilder Penfield, le Neuro a acquis une renommĂ©e internationale pour l’interaction Ă©troite entre la recherche, les soins exceptionnels aux patients et la formation spĂ©cialisĂ©e, essentiels Ă  l’avancement de la science et de la mĂ©decine. Ă€ la fois institut de recherche et d’enseignement de l’UniversitĂ© Â鶹AV, le Neuro constitue l’assise de la mission en neurosciences du Centre universitaire de santĂ© Â鶹AV.Ěý Les chercheurs du Neuro sont des chefs de file reconnus mondialement pour leur expertise en neurosciences cellulaire et molĂ©culaire, en imagerie du cerveau, en neurosciences cognitives, ainsi que dans l’étude et le traitement de l’épilepsie, de la sclĂ©rose en plaques et de troubles neuromusculaires. Pour tout renseignement, veuillez consulter theneuro.com.

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Le NeuroĚýÂ鶹AV

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Le Neuro (L'Institut-HĂ´pital neurologiqueĚýde MontrĂ©al) - un institut de recherche et d’enseignement bilingue de Â鶹AV, qui offre des soins de haut calibre aux patients - est la pierre angulaire de la Mission en neurosciences du Centre universitaire de santĂ© Â鶹AV. Nous sommes fiers d’être une institution Killam, soutenue par les fiducies Killam.

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