Les maladies neuro-dégénératives : problèmes cliniques.
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Les maladies neuro-dégénératives : problèmes cliniques.
V. Ibanez Les maladies neuro-dégénératives : problèmes cliniques. Vicente Ibanez Unité de Neuroimagerie - Départment de Psychiatrie Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) - Suisse - Résumé La maladie de Parkinson (MP) et la maladie d’Alzheimer (MA) sont les plus fréquentes des maladies neurodégénératives (MNDs). La prévalence des MNDs, en particulier des démences et des maladies du système moteur, ne cesse d’augmenter en raison de l’allongement de l’espérance de vie. Des problèmes majeurs de prise en charge des patients sont à craindre dans un avenir proche. Le diagnostic de la MP idiopathique nécessite la confirmation neuropathologique d’une dépigmentation et d’une perte neuronale dans la substance noire ainsi que de la présence de corps d’inclusion intraneuronaux. Le début de la MA est insidieux, avec un déclin progressif des fonctions intellectuelles associé à des troubles de mémoire dont se plaignent les patients. L’examen neuropathologique, mise à part une perte neuronale touchant principalement les grands neurones, et une perte synaptique, met en evidence des lésions neurofibrillaires, et des plaques séniles. La tomographie par émission de positons (TEP) permet d’étudier in vivo certaines fonctions métaboliques ainsi que la cinétique de différents systèmes de neurotransmetteurs dans les MNDs, grâce à des radioligands tels que le (18F)-déoxyglucose et la (18F)-dopa. Dans la MP, on constate une diminution de la densité de terminaisons dopaminergiques plus importante dans la partie postérieure du putamen que dans sa partie antérieure et que dans le noyau caudé. Par contraste, la perte des terminaisons dopaminergiques est massive et homogène au niveau de ces structures dans la paralysie supranucléaire progressive. Dans le vieillissement, le métabolisme glucidique régional est relativement préservé si l’on tient compte du degré d’atrophie cérébrale. A l’inverse, le métabolisme glucidique est globalement réduit dans la MA, et de façon plus spécifique dans le cortex associatif pariétal et temporal externe. L’imagerie cérébrale a démontré son utilité dans l’étude des processus neurochimiques cérébraux des MNDs, mais son potentiel est encore largement inexploité, et dépend de la production de nouveaux ligands permettant le diagnostic précoce et le suivi des traitements. Métabolisme du glucose / Alzheimer /Parkinson / TEP / Maladies Neurodégénératives / Imagerie Correspondance :Vincente Ibanez 2, chemin du Petit-Bel-Air CH-1225 Chêne-Bourg, Genève, SUISSE. Tel. 41-22-3055378 - Email : [email protected] Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2005 - vol.29 - n°4 213 Les maladies neuro-dégénératives : problèmes cliniques LES MALADIES NEURODÉGÉNÉRATIVES !L’âge est un facteur capital dans les maladies neurodégénératives (MNDs) du système nerveux central, car ces maladies apparaissent dans des étapes tardives de la vie. La prévalence des MNDs, et en particulier les démences et les maladies du système moteur, ne cesse d’augmenter. Ceci résulte de l’évolution démographique des sociétés modernes dans lesquelles nous vivons. En effet, l’espérance de vie augmente et une évolution de la pyramide des âges avec une augmentation de la proportion des sujets âgés est inévitable. Ceci engendre des problèmes de santé et des moyens importants sont mis en oeuvre pour faire face aux conséquences de ces maladies. D’un point de vue clinique, la démence et le parkinsonisme sont les deux entités nosologiques représentatives des MNDs. La démence est un déclin cognitif progressif, défini dans le "Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders" (DSM-IV) [1] comme un syndrome caractérisé par "le développement de déficits cognitifs multiples (y compris les troubles de mémoire) provoqués par des effets physiologiques, une atteinte clinique générale, les effets persistants d’une substance, ou dérivant de multiples étiologies". La maladie d’Alzheimer (MA) est la plus fréquente des démences neurodégénératives. Le parkinsonisme est un terme qui englobe la rigidité motrice, la bradykinésie, le tremblement de repos et l’instabilité posturale. Parmi les maladies neurodégénératives avec parkinsonisme, la maladie de Parkinson (MP) est la plus fréquente. D’un point de vue épidémiologique, la démence touche entre 6 et 8 % de la population au-dessus de 65 ans, et la maladie d’Alzheimer (MA) concerne environ les deux tiers de ces cas [2]. Les MNDs avec parkinsonisme touchent environ entre 1% et 2 % de la population au-dessus de 65 ans. La MA et la MP se différencient aisément, mais elles peuvent avoir en 214 commun des signes cliniques. Ces signes se situent le plus souvent dans la sphère des troubles du comportement, mais peuvent aussi correspondre à des altérations des systèmes de neurotransmetteurs et à des lésions neuropathologiques. Il est donc fréquent de constater un recouvrement des symptômes touchant les MNDs. Par exemple, la rigidité, la bradykinésie, le tremblement de repos et l’instabilité posturale peuvent parfois être présents dans la MA, à degré variable. D’un autre côté, le déclin cognitif progressif inéluctable dans la MA peut se rencontrer aussi chez des patients atteints de MP [3-6]. La démence à corps de Lewy, ces derniers désignant des lésions anatomopathologiques observées dans la MP, constitue un autre exemple de ces recouvrements [7-10]. Les plaques séniles et les lésions neurofibrillaires observées dans la MA peuvent être présents également dans la MP. Puisque MA et MP représentent le pourcentage le plus élevé de patients ayant une MND, il n’est pas étonnant de constater que la plupart des recherches sont consacrées à leur étude. Ainsi, le rôle du vieillissement normal ou pathologique, le diagnostic positif et différentiel avec d’autres MNDs, le traitement et la prise en charge des patients représentent le quotidien du clinicien spécialiste. La Maladie d’Alzheimer !La Maladie d’Alzheimer (MA) estelle un processus accéléré de vieillissement ? Cette question a été fréquemment posée, et c’est pourquoi les études neuroscientifiques de la MA sont souvent couplées à celles du vieillissement. On a longtemps cru que la MA n’était qu’une forme de vieillissement, et ce sentir populaire a été paraphrasé par Drachman dans cette célèbre phrase : "If we live long enough, will we all be demented?" [11].Aujourd’hui on admet que la MA n’est pas un processus de vieillissement, bien que l’âge soit un facteur de risque majeur. Médecine Nucléaire - La MA sporadique apparaît vers la septième décade de la vie, et se caractérise par une dégénérescence des neurones provoquant des troubles des fonctions supérieures et évoluant de façon progressive vers une démence incurable. La cause primaire de la MA demeure inconnue, mais des facteurs génétiques et environnementaux ont été mis en cause dans l’apparition de cette maladie, facteurs qui seraient à l’origine d’une cascade d’altérations neuropathologiques et biochimiques. Le début de la MA est insidieux, avec un déclin progressif des fonctions intellectuelles caractérisées par un trouble de mémoire progressif, des troubles du langage, une apraxie et des agnosies d’objets et de visages. La perte de mémoire, qui coexiste avec une vigilance normale, constitue le symptôme principal dont se plaignent les patients [12]. Une désorientation temporelle et spatiale peut être observée. Des troubles neuropsychiatriques variés, habituellement moins étudiés, s’associent au cours de l’évolution. Ces troubles peuvent aller de l’anxiété et l’agitation aux syndromes psychotiques de type délire ou hallucinations ainsi qu’aux troubles affectifs [13-17]. Le diagnostic de la MA est principalement clinique [1, 18], basé sur les symptômes précédemment décrits. Toutefois, le diagnostic définitif n’est établi qu’après étude neuropathologique post-mortem [18] La MA en elle-même n’est pas fatale, mais le handicap intellectuel et la détérioration physique progressive s’associent pour provoquer le décès, le plus souvent des suites d’une pneumonie, après environ 10 à 15 ans d’évolution. Lors de l’examen neuropathologique, on constate une perte neuronale touchant principalement les grands neurones, une perte synaptique, une accumulation des lésions neurofibrillaires, des plaques séniles, une inflammation et une angiopathie amyloide [19, 20, 21-25]. Les plaques sont constituées de dépôts extracellulaires de peptide bêta amyloïde, accumulation liée à une dérégulation de la protéolyse de la protéine précurseur du peptide. La Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2005 - vol.29 - n°4 V. Ibanez perte neuronale, responsable d’une atrophie cérébrale, est diffuse mais touche principalement le cortex associatif et le cortex limbique. Des structures telles que le cortex enthorinal, l’hippocampe, l’amygdale et le locus cœruleus sont généralement atteintes [26]. Bien que plusieurs systèmes de neurotransmission soient touchés, c’est le système cholinergique qui est le plus atteint, surtout dans les phases plus évoluées de la maladie ; la dégénérescence du noyau basal de Meynert est en cause [27, 28-30]. Macroscopiquement, il existe une atrophie corticale pouvant être décelée en Imagerie par Résonance Magnétique. Elle concerne essentiellement les aires cérébrales associatives frontales, pariétales et temporales, voire hippocampiques, avec diminution du volume de la substance grise. Cette atrophie s’accompagne d’une dilatation ventriculaire et d’un élargissement des sillons. Le début de la MA étant sournois, les erreurs diagnostiques sont inévitables surtout dans les stades précoces, en présence de troubles cognitifs légers . mes il existe déjà une perte d’environ 60%-80% des neurones de la substance noire. La triade, tremblement de repos bradykinésie et rigidité constituent les éléments essentiels du diagnostic clinique. Les signes peuvent se présenter au début de façon unilatérale ou bien être asymétriques. Le diagnostic de la MP idiopathique nécessite la constatation neuropathologique post-mortem d’une perte des cellules dopaminergiques avec dépigmentation de la substance noire, et la présence d’inclusions neuronales intracytoplasmiques, les corps de Lewy [35, 36]. Les lésions neuropathologiques sont suffisamment différentes entre la MP et les MNDs avec parkinsonisme pour permettre un diagnostic post-mortem correct [37-40]. Cependant, comme pour la MA, il n’est pas rare d’observer des erreurs de diagnostic clinique surtout en début de maladie, car de nombreux patients répondent au traitement avec la L-Dopa [41, 42]. Le diagnostic différentiel se fait aussi par rapport au tremblement essentiel [43], et au syndrome parkinsonien d’origine iatrogène [44]. L’APPORT DE L’IMAGERIE AU DIAGNOSTIC DES MALADIES NEURODÉGÉNÉRATIVES La Maladie de Parkinson !La MP et d’autres maladies avec parkinsonisme telles que la paralysie supranucléaire progressive [33] et l’atrophie multisystématisée [34], se caractérisent par une altération physiopathologique des noyaux de la base : le striatum (noyaux caudé et putamen), le noyau sous-thalamique, le globus pallidus et la substance noire. La dégénérescence du système dopaminergique par perte neuronale de la substance noire (pars compacta) et de ses projections vers le striatum constitue l’affection principale. Cette dégénérescence engendre une diminution de la libération de dopamine au niveau des noyaux caudé et putamen. Le début de la MP est progressif, mais à l’apparition des premiers symptô- Médecine Nucléaire - !Au cours des 15 dernières années, l’imagerie cérébrale in vivo des maladies neurodégénératives a connu un développement considérable. Les études des maladies MNDs ont d’abord été conduites pour mettre en évidence des anomalies cérébrales permettant le diagnostic positif et différentiel de ces maladies. Puis des études sur les effets thérapeutiques ont été progressivement entamées. Parmi les techniques d’imagerie, ce sont la tomographie par émission de positons (TEP) et la tomographie d’émission monophotonique (TEMP) qui permettent l’approche des fonctions hémodynamiques et métaboliques, ainsi que de différents systèmes de neurotransmetteurs. Pour certaines pathologies et en fonction des marqueurs utilisés, il est possible de déterminer des anomalies individuel- Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2005 - vol.29 - n°4 les qui serviront au diagnostic clinique. Pour d’autres pathologies, les anomalies ne peuvent être étudiées qu’au niveau des groupes de patients et l’application au diagnostic clinique est plus difficile. Le vieillissement normal !L’imagerie cérébrale in vivo avec la TEP et la TEMP peut aider à mettre en évidence des différences entre le vieillissement normal et la MA ou d’autres démences [45, 46]. Des diminutions du débit sanguin cérébral (DSC) et du métabolisme du glucose ont été décrites avec l’âge [47, 48]. Toutefois, ces études n’avaient pas pris en compte l’existence concomitante d’un élargissement des sillons dû au vieillissement : ces diminutions ne demeurent pas lorsqu’une correction des mesures métaboliques qui tient compte de la présence de liquide céphalorachidien est effectuée [49]. La maladie d’Alzheimer et autres démences !Dans la MA, le métabolisme du glucose étudié avec le (18F)-deoxyglucose est réduit de façon globale, mais aussi de façon plus spécifique dans le cortex associatif pariétal et temporal externe; le métabolisme frontal est en général mieux préservé malgré la présence d’une atrophie importante. Ces anomalies sont bilatérales, parfois asymétriques. Par contre l’incorporation membranaire observée avec la (11C)-méthionine est intacte, ce qui suggère une certaine intégrité membranaire au moins au début de l’évolution [50]. Des anomalies du système cholinergique ont également été observées avec la TEP [51]. La plupart des démences neurodégénératives présentent essentiellement une diminution du métabolisme du glucose au niveau frontal, ce qui permet de les distinguer de la MA mais rend difficile le diagnostic différentiel entre elles. Toutes ces démences, à l’égal de la MA, présenteraient une 215 Les maladies neuro-dégénératives : problèmes cliniques aggravation progressive des troubles métaboliques avec l’évolution de la maladie. La démence frontale se caractérise par une réduction du DSC et du métabolisme du glucose dans les aires frontales. La maladie de Pick présente aussi une réduction du métabolisme frontal, atteignant parfois le cortex temporal antérieur [52]. Enfin, la maladie de Huntington s’accompagne principalement d’une altération du métabolisme au niveau du striatum [53]. La maladie de Parkinson et les autres maladies avec parkinsonisme !Dans la maladie de Parkinson avec démence, il apparaît une diminution du métabolisme du glucose dans les régions pariétales et temporales, de distribution similaire mais pas identique à celle observée dans la maladie d’Alzheimer [54-56]. L’imagerie cérébrale met également en évidence des anomalies du système dopaminergique. Ainsi, dans la MP et les autres maladies avec parkin-sonisme, on observe avec la (18F)-dopa une diminution de la densité de terminaisons dopaminergiques dans le striatum.Toutefois le degré de ces anomalies diffère entre les maladies. Par exemple dans la MP la fonction dopaminergique est relativement préservée dans le noyau caudé et la partie antérieure du putamen [57], alors que dans la paralysie supra-nucléaire progressive la perte des terminaisons dopaminergiques est massive et homogène dans ces structures. Les récepteurs dopaminergiques étudiés avec le (11C)-raclopride ont une densité normale chez les patients non traités souffrant d’une MP. Par contre ces récepteurs sont en quantité bien moindre dans la paralysie supra-nucléaire progressive, ce qui suggère des anomalies plus étendues du système dopaminergique dans cette dernière maladie que dans la MP [58]. Les différents marqueurs utilisés en TEP et en TEMP ont un rôle important pour préciser la nature des MNDs. Cependant, il semble de plus en plus clair que l’utilisation d’un seul marqueur ne suffit pas pour établir le dia- 216 gnostic clinique. La précision et la précocité du diagnostic bénéficieront de la combinaison de différents marqueurs ainsi que de l’utilisation complémentaire de diverses techniques d’imagerie cérébrale. LA PRISE EN CHARGE DES PATIENTS ET LE DÉVELOPPEMENT DE LA RECHERCHE !Les patients souffrant d’une MND nécessitent une surveillance et des soins médicaux qui vont s’intensifiant avec l’évolution de la maladie. Généralement, les patients restent dans le noyau familial au début et ce sont les proches qui prennent en charge, sinon les soins, du moins l’accompagnement et la surveillance. A un moment critique, les patients présentant des signes de démence doivent être admis en milieu spécialisé. Cette institutionnalisation est déclenchée le plus souvent par l’apparition et surtout l’aggravation des troubles du comportement [59]. Il peut aussi s’agir de patients vivant seuls, dont l’activité de tous les jours n’est plus possible. Les coûts engendrés par ces maladies varient selon les statistiques, mais sont considérables et ne cesseront d’augmenter étant donné l’évolution démographique mentionnée ci-dessus. L’augmentation des besoins médicaux, et le manque parallèle des institutions appropriées et du personnel soignant, vont générer sans aucun doute un problème de santé majeur. Devant l’ampleur du problème à venir, la recherche sur les MNDs devrait être accélérée. Le but de toute recherche devrait être de mettre au point le traitement de la maladie. Il faut malheureusement constater que pour la MA et les autres démences neurodégénératives, aucun traitement n’est capable, à l’heure actuelle, d’empêcher l’apparition ou l’évolution de la maladie. Des essais avec des anti-inflammatoires et des anti-oxidants, ou avec des neurotransmetteurs entre autres, ont été réalisés ou sont en cours mais sans succès réel. Les antagonistes de l’acétylcholinestérase, qui améliorent les déficits des systèmes cholinergiques, ne peuvent que retarder très discrè- Médecine Nucléaire - tement la progression des symptômes cognitifs. Pour la MP et les autres maladies avec parkinsonisme, le traitement avec la L-dopa est bénéfique en début de maladie. Rapidement, et surtout pour les autres maladies avec parkinsonisme, les effets secondaires du traitement ainsi que la réduction de l’effet thérapeutique vont handicaper le patient. Dans la MP des traitements chirurgicaux avec des électrodes de stimulations dans le noyau sous-thalamique peuvent aussi être envisagés. Il apparaît capital de pouvoir établir précocément le type de MND, étant donné l’aspect progressif des modifications cliniques et neuropathologiques et la constatation d’une dégénérescence neuronale très avancée au moment du diagnostic. Le diagnostic précoce doit permettre le développement de traitements mieux ciblés permettant de corriger les troubles et de retarder l’apparition des symptômes. À défaut d’une guérison de ces maladies, un retard dans leur apparition améliorerait les conditions de vie des patients et de leurs proches et diminuerait le coût de la prise en charge. La mise au point de stratégies de diagnostic différentiel précoce par identification des lésions histo-pathologiques dans la population à risque représente donc un enjeu primordial. Il faut encore souligner qu’il n’existe pas de marqueur biologique pour ces maladies neurodégénératives. Seul l’établissement d’un trouble du système dopaminergique est possible pour la MP, quoique non spécifique. Dans la MA par exemple, l’utilité de nouveaux marqueurs des lésions neurofibrillaires et des plaques, est à l’étude [60, 61]. Un défi est donc lancé à l’imagerie cérébrale afin que de nouveaux marqueurs soient mis au point dans le but d’établir un diagnostic positif et différentiel précoce avant que n’apparaissent des lésions neuronales irréversibles [62, 63]. De plus, l’imagerie devrait permettre d’évaluer l’efficacité thérapeutique en montrant une amélioration métabolique et des systèmes cholinergiques dans la MA, ou en mettant en évidence des améliorations plus spécifiques du système dopaminergique dans la MP. Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2005 - vol.29 - n°4 V. Ibanez Neurodegenerative diseases : clinical concerns. Idiopathic Parkinson’s disease (PD) and Alzheimer’s disease (AD) are the main neurodegenerative diseases (NDDs) seen clinically. They share some common clinical symptoms and neuropathological findings. The increase of life expectancy in the developed countries will inevitably contribute to enhance the prevalence of these diseases. Behavioral disorders, common in NDDs, will produce major care management challenges. Idiopathic Parkinson’s disease corresponds to a histopathological diagnosis, based on the observation of a depigmentation and a neuronal loss in the substantia nigra, as well as on the presence of intraneuronal inclusion bodies. AD is insidious with slowly progressive dementia in which the decline in memory constitutes the main complaint. The diagnosis of definite AD requires the presence of clinical criteria as well as the histopathological confirmation of brain lesions. The two main lesions are the presence of senile plaques and neurofibrillary tangles. Positron emission tomography (PET) explores cerebral metabolism and neurotransmitter kinetics in NDDs using principally [18F]-deoxyglucose and [18F]-dopa. Nigrostriatal dopaminergic function is altered in PD, as evidenced by the low uptake of [18F]-dopa in the posterior putamen as compared to anterior putamen and caudate nucleus. In contrast, [18F]-dopa uptake is equally depressed in all striatal structures in progressive supranuclear palsy. Regional glucose metabolism at rest is preserved in elderly once cerebral atrophy is taken into account. On the contrary, glucose metabolism is globally reduced in AD, with marked decrease in the parietal and temporal regions. PET has proved to be useful to study in vivo neurochemical processes in patients suffering from NDDs. The potential of this approach is still largely unexploited, and depends on new ligand production to establish early diagnosis and treatment follow-up. Glucose metabolism / Alzheimer’s disease / Parkinson’es diseases / PET / Neurodegenerative diseases / Imaging RÉFÉRENCES 1. American Psychiatric Association. DSM IV: Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders. Washington, DC, 1994. 2. Hendrie HC. Epidemiology of Alzheimer’s disease. Geriatrics 1997; 52: S4-S8. 3. 4. 5. Biggins CA, Boyd JL, Harrop FM, Madeley P, Mindham RH, Randall JI et al. 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