​Le cerveau est l’organe le mieux protégé de notre corps par différentes barrières physiques et biologiques. Salutaire en temps normal, cette propriété restreint malheureusement très fortement l’accès au tissu cérébral et donc l’efficacité de la plupart des médicaments connus. 

Il a été démontré depuis 20 ans que des microbulles circulant dans la voie sanguine pouvaient entrer en oscillation sous l’effet d’ultrasons pulsés de faible intensité et ainsi induire une contrainte mécanique sur les parois vasculaires. C’est la cavitation. En réponse, la perméabilité locale des capillaires cérébraux augmente pendant quelques heures, rendant possible la délivrance locale de molécules thérapeutiques injectées au même moment. Une équipe de NeuroSpin développe en préclinique – en collaboration avec des chercheurs du SHFJ et de MIRCen – des dispositifs qui fonctionnent sur ce principe. Elle s’intéresse particulièrement aux moyens d’ajuster et de surveiller la puissance acoustique délivrée, afin de garantir l’efficacité, la reproductibilité et la sécurité des protocoles. Dans un article publié dans Scientific Reports, les chercheurs démontrent l’intérêt d’écouter à haute fréquence le signal renvoyé par les bulles pendant les tirs ultrasonores dans le but d’éviter leur implosion, phénomène potentiellement délétère pour les tissus (à l’origine d’hémorragies par exemple). Comment y sont-ils parvenus ? En implosant, les bulles passent d’un mode de cavitation stable (émissions purement harmoniques) à un mode dit inertiel (émissions large bande) qu’il faut proscrire. Les chercheurs ont fait l’hypothèse de l’existence d’un troisième mode intermédiaire (émissions sub et ultra-harmonique) qui serait un signe précoce de déstabilisation des bulles et de l’imminence de l’apparition de cavitation inertielle délétère. 

Ils ont mis en évidence ce phénomène in vivo (en ayant recours à des modèles animaux) et l'ont exploité pour définir un nouvel indicateur calculé sur la signature spectrale du signal réfléchi par les microbulles qui s'avère prédictif de l'apparition des effets délétères observés en IRM. Une demande de brevet a été déposée par le CEA pour protéger cette innovation.

L'utilisation future de cet indicateur en temps réel permettra de rendre plus sûre cette technologie médicale prometteuse.

Contact Institut Joliot :

Benoît Larrat (benoit.larrat@cea.fr)