PROJET DE RECHERCHE LUMIERE : MISE AU POINT D’UNE TECHNIQUE ASL STANDARDISÉE DANS L’ÉTUDE DE LA PERFUSION PLACENTAIRE CHEZ LA FEMME ENCEINTE

Mathilde Jacquier
Mathilde JacquierInterne des Hôpitaux de Paris
Projet de recherche réalisé dans le cadre d’un master 2, encadré par le Pr Laurent Salomon et le Dr David Grévent.

L’évaluation de la perfusion placentaire constitue l’objet de ce travail, conduit par Mathilde Jacquier sous la direction de Laurent Salomon et de David Grévent.

Le dysfonctionnement du placenta est impliqué dans des pathologies fréquentes de la grossesse comme le retard de croissance intra-utérin (RCIU) d’origine vasculaire ou la pré-éclampsie. Ces deux pathologies sont à l’origine d’une morbi-mortalité foetale et néonatale importante, justifiant leur dépistage précoce. Les outils diagnostiques de la fonction placentaire dont nous disposons aujourd’hui ne répondent qu’imparfaitement à son évaluation.

L’IRM fonctionnelle placentaire, notamment en mode ASL, objet de ce travail de recherche au sein de la plateforme Lumiere, permettra de bien mieux appréhender la physio-pathologie des insuffisances placentaires, étape indispensable à l’élaboration de stratégies thérapeutiques. Le mode ASL permet une évaluation quantitative de la perfusion placentaire là où les autres modes n’apportent qu’une évaluation qualitative. En outre, elle ne demande pas d’injection de produit de contraste, d’où son innocuité pour la mère autant que pour le foetus.

L’identification de ces pathologies repose actuellement sur «un faisceau d’arguments» :

1/ Cliniques : signes fonctionnels d’hypertension artérielle
2/ Biologiques : protéinurie
3/ Échographiques

L’échographie évalue la fonction placentaire indirectement par l’étude des Doppler utérins maternels et ombilicaux foetaux. On observe la triade chronologique suivante : élévation des index de résistance – diastole nulle – reverse flow. Cet outil parait aujourd’hui insuffisant de par son haut taux de faux positifs (des foetus de petits poids bien portants sont considérés comme des RCIU) et de faux négatifs (l’insuffisance placentaire n’est détectée qu’après l’apparition d’un RCIU ou d’une pré-éclampsie, tardivement après le début du dysfonctionnement placentaire).

Diastole ombilicale nulle

Reverse flow sur l’artère ombilicale

Actuellement utilisée en pratique courante en diagnostic anténatal à visée morphologique, l’IRM permet également une approche fonctionnelle.

Plusieurs paramètres placentaires fonctionnels peuvent être évalués par IRM :

1/ La perfusion placentaire (obtention d’un PBF : placenta blood flow) par les techniques de DCE (Dynamic Contrast Enhancement) et d’ASL (arterial spin labeling).
2/ L’oxygénation placentaire par les techniques BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) et de relaxométrie.
3/ L’architecture tissulaire et la fraction de perfusion par l’IVIM (Intra Voxel Incoherent Motion) et ADC (Apparent Diffusion Coefficient)

Notre étude se concentre sur la technique d’ASL car elle présente un double avantage. Elle permet une évaluation quantitative de la perfusion placentaire contrairement à la DCE ou à l’IVIM et elle ne nécessite pas d’injection de produit de contraste (contrairement à la DCE). Elle est donc sans danger pour la femme enceinte et pour le foetus.

Deux groupes vont être constitués :

1/ Un premier groupe de patientes dont la grossesse se déroule sans complication
2/ Un deuxième groupe de patientes dont le dépistage prénatal échographie a décelé un RCIU d’origine vasculaire présumée (estimation du poids foetal inférieur au 10ième percentile et anomalies Doppler à l’échographie)

Les grossesses entre entre 20 et 36 semaines d’aménorrhée seront incluses après information sur le protocole de recherche et recueil du consentement signé.

L’IRM sera réalisée sur le site de la fondation LUMIERE (Hôpital Necker).

Nous attendons de cette étude qu’elle permette d’évaluer la faisabilité de l’ASL chez la femme enceinte dans l’évaluation de la perfusion placentaire.

Si tel est le cas, notre objectif sera :

1/ De définir la séquence type d’ASL : méthode de marquage du sang (PASL, FAIR, E-ASL, VS-ASL), TE (temps d’écho), TR (temps de répétition) …
2/ D’évaluer l’acceptabilité et la reproductibilité de cette technique.
3/ De comparer les données obtenues (PBF : placental Blood flow) avec celles obtenues par échographie (IP Doppler de l’artère utérine et ombilicale)

Une étude histologique des placenta imagés sera réalisées afin d’évaluer la qualité de l’angiogénèse dans les deux groupes.

IRM FONCTIONNELLE : LE MODE ASL

« Image marquée »
Image «contrôle»
Soustraction de l’image marquée et de l’image contrôle, on obtient le Placental Blood Flow (PBF)

Crédit : Benjamin Deloison. Imagerie fonctionnelle placentaire par résonance magnétique : étude de la perfusion placentaire

LES DIFFÉRENTES TECHNIQUES EN IRM FONCTIONNELLE

L’ÉTUDE DU PLACENTA : UNE VOIE DE RECHERCHE ESSENTIELLE À LA COMPREHENSION DES PATHOLOGIES DE LA GROSSESSE, ET PEUT-ÊTRE MÊME DE CERTAINES PATHOLOGIES POST-NATALES.

Plusieurs articles récemment parus dans des medias américains et canadiens (New York Times 2018/12/03CBC.ca 2019/01/03) font état d’un intérêt croissant pour les travaux de recherche autour du placenta, de sa physiologie et de son implication dans la genèse de diverses pathologies de la grossesse. Plus encore, rejoignant ainsi certains objectifs que nous avons fixés à la plateforme LUMIERE, on commence à entrevoir l’implication possible de cet organe éphémère dans des pathologies développées après la naissance, voire à l’âge adulte.

L’étude du placenta, classiquement réduit au simple examen anatomo-pathologique au décours de la grossesse, est insuffisant pour expliquer certaines pathologies. Aussi, le développement d’outils destinés à explorer l’activité placentaire tout au long de la grossesse n’en devient-il que plus nécessaire. Le Human Placenta Project (HPP), que soutient puissamment le National Institute of Child Health and Human Development  (NICH), coordonne à cet effet de multiples travaux destinés à mettre au point de nouvelles méthodes non invasives d’exploration en temps réel de la fonction placentaire. On nourrit ainsi l’espoir de mieux comprendre (et donc mieux prendre en charge) certaines pathologies gravidiques. Ces travaux auraient même pour ambition de mieux appréhender les raisons d’une prévalence plus élevée, chez les enfants de sexe masculin, de certaines neuro-pathologies (autisme, schizophrénie, trouble de déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité -TDAH-), etc…). Ces thèmes de recherche feront partie de ceux que pilotera la plateforme LUMIERE dont le déploiement est en cours d’achèvement.

DÉMARRAGE DU PHRC (PROJET HOSPITALIER DE RECHERCHE CLINIQUE) BOLD-FP

bold irm

Le but de ce travail est d’obtenir des données non invasives sur l’oxygénation foetoplacentaire en IRM par effet BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent). La comparaison des données sur des foetus eutrophe et d’autres en RCIU permettra de déterminer l’apport potentiel de cette technique dans le diagnostic et la prise en charge de placentas dysfonctionnels associés à un risque accru de RCIU. Les inclusions ont commencé.

UNE REVUE DES TECHNIQUES D’IMAGERIE FONCTIONNELLE PLACENTAIRE

logo ajog

L’équipe de la Maternité Necker-Enfants malades est l’auteur d’une revue des techniques d’imagerie fonctionnelle placentaire, à paraître dans un numéro spécial de l’American Journal of Obstetrics and Gynecology.

Functional Imaging of the Human Placenta with Magnetic Resonance
N. Siauve, G. Chalouhi, B. Deloison, M Alison, O Clement, Y Ville, LJ Salomon

ABSTRACT:

Abnormal placentation is responsible for most failures in pregnancy, however an understanding placental functions remains largely concealed from non-invasive, in vivo investigations. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is safe in pregnancy for magnetic fields of up to 3 Teslas and is increasingly being used to improve the accuracy of prenatal imaging. Functional MRI (fMRI) of the placenta has not yet been validated in a clinical setting and most data is derived from animal studies. fMRI could be used to further explore placental functions related to vascularization, oxygenation and metabolism in human pregnancies, by using various enhancement processes. Dynamic Contrast Enhanced MRI (DCE-MRI) is best able to quantify placental perfusion, permeability and blood volume fractions. However, the transplacental passage of Gadolinium-based contrast agents represents a significant safety concern for this procedure in humans. There are alternative contrast agents that may be safer in pregnancy, or that do not cross the placenta. Arterial Spin Labeling (ASL) MRI relies on magnetically labeled water to quantify the blood flows within the placenta. A disadvantage of this technique is a poorer signal to noise ratio (SNR). Based on ASL, placental perfusion in normal pregnancy is 176 ± 91 ml.min-1.100 g-1 and decreases in cases with intrauterine growth restriction. Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) and Oxygen Enhanced (OE) MRI do not assess perfusion but measure the response of the placenta to changes in oxygen levels using hemoglobin (Hb) as an endogenous contrast agent. Diffusion Weighted Imaging (DWI) and Intra Voxel Incoherent Motion (IVIM) MRI do not require exogenous contrast agents, instead utilizing the movement of water molecules within tissues. The Apparent Diffusion Coefficient (ADC) and perfusion fraction (f) are significantly lower in placentas of growth-restricted fetuses when compared to normal pregnancies. Magnetic resonance spectroscopy (MRS) has the ability to extract information regarding metabolites from the placenta non-invasively and in vivo. There are marked differences in all 3 metabolites N-acetyl aspartate (NAA)/choline (Cho) levels and inositol/choline ratio between small (SGA) and adequately grown (AGA) fetuses. Current research is focused upon the ability of each fMRI technique to make a timely diagnosis of abnormal placentation that allows for appropriate planning of follow up examinations and optimal scheduling of delivery. These research programs will benefit from using well-defined sequences, standardized imaging protocols and robust computational methods.

NIH INVESTS $46 MILLION IN TECHNOLOGIES TO MONITOR PLACENTAL HEALTH

nih

The National Institutes of Health has announced $46 million in research awards for the Human Placenta Project, an initiative to revolutionize understanding of the placenta. The awards will fund technology development and testing to assess placental function throughout pregnancy, with the ultimate goal of improving pregnancy outcomes and lifelong health.
Many problems of pregnancy — such as preeclampsia, preterm birth, and even stillbirth — can occur because of problems with the placenta. If researchers can develop tools to monitor the placenta from the earliest stages of pregnancy, physicians may one day be able to identify problems sooner and intervene more quickly.
NIH has funded 19 projects, totaling approximately $46 million in this fiscal year. The awards will support development of safe, noninvasive methods to monitor the placenta in real time, throughout all stages of pregnancy. The funds also will support research on environmental factors that may affect placental function.

(suite…)

Par |7 10 2015|Catégories : Non classé, Physiopathologie, Placenta|Mots-clés : |

UCLA SCIENTISTS AWARDED $4.2 MILLION TO STUDY HOW POLLUTION AFFECTS DEVELOPMENT OF THE PLACENTA

ucla team

Building upon earlier work that has examined the impact of air pollution on pregnancy, Kyung Sung, Dr. Sherin Devaskar and Dr. Carla Janzen, along with Dr. Beate Ritz (not pictured), will study how exposure to pollution affects the placenta.

The National Institutes of Health has awarded UCLA a $4.2 million grant to study how environmental pollution negatively affects how the placenta develops in pregnant women, ultimately contributing to poor pregnancy outcomes.
Dr. Sherin Devaskar, the Mattel Executive Endowed Chair of the department of pediatrics at Mattel Children’s Hospital UCLA, will lead a team of researchers that will build upon earlier work that has examined the impact of air pollution on pregnancy.
The placenta is a critical organ that shuttles blood, oxygen, and nutrients from mother to fetus and clears harmful waste like carbon dioxide. It also produces hormones to help sustain the pregnancy and regulate the immune system so that mother and fetus can coexist. Many problems of pregnancy — such as preeclampsia, preterm birth, and even stillbirth — can occur because of problems with the placenta. (suite…)

Par |22 9 2015|Catégories : Physiopathologie, Placenta|Mots-clés : |

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