Le trouble bipolaire est un trouble de l'humeur affectant 1% de la population adulte à travers le monde. Il se caractérise par l'apparition régulière et cyclique de différentes phases émotionnelles incluant une phase de dépression, une phase maniaque et des phases mixtes. Depuis plus de 70 ans, les sels de lithium sont le traitement de référence du trouble bipolaire. Bien que de nombreuses études aient suggéré son effet neurotrophique et neuroprotecteur sur le cerveau des patients bipolaires, les mécanismes d'action du lithium restent inexpliqués à ce jour.
Afin de mieux comprendre l'action du lithium, les chercheurs du CEA-Joliot (NeuroSpin) ont développé depuis quelques années l'imagerie par résonance magnétique (IRM) du lithium-7 (7Li) pour en étudier la distribution cérébrale. Cependant, bien qu'elle représente la seule méthode non-invasive pour cartographier et doser le lithium in vivo, l'utilisation de l'IRM du 7Li demeure un défi du fait de la très faible concentration en Li chez le patient bipolaire (de 0.3 à 0.8 mmol/L), par rapport à l'hydrogène de l'eau habituellement étudié en IRM.
Dans la présente étude, les chercheurs du CEA-Joliot en collaboration avec l'AP-HP (Hôpitaux Universitaires St Louis-Lariboisière-F Widal) ont tenté de relever ce challenge en cartographiant la distribution intracérébrale du lithium par IRM du 7Li chez des patients bipolaires euthymiques traités par lithium, à très haute résolution, en utilisant le scanner IRM à 7 teslas de NeuroSpin. Cette approche inédite a permis d'acquérir pour la première fois des images à une résolution optimale, en un temps compatible avec les contraintes d'une exploration clinique.
Les résultats confirment l'hétérogénéité de la distribution du Li dans le cerveau, avec une variabilité inter-individus, mais ils indiquent clairement que l'hippocampe gauche présente systématiquement des concentrations en lithium supérieures à la moyenne chez tous les patients de la cohorte. Ces résultats sont d'autant plus intéressants compte tenu du rôle important de l'hippocampe dans le contrôle des émotions et de son atrophie observée chez certains patients bipolaires non traités.
Les images obtenues, uniques au monde à cette résolution, démontrent sans ambigüité l'apport de l'IRM du 7Li à haut champ magnétique dans la compréhension du mode d'action du lithium, un des médicaments le plus utilisé en psychiatrie. Ces travaux seront étendus aux patients bipolaires nouvellement traités au lithium afin d'exploiter, entre autres, l'IRM du 7Li comme marqueur prédictif de la bonne ou mauvaise réponse au traitement (projet européen R-LiNK).
En conclusion, cette étude inédite ouvre le champ des possibles quant à l'élucidation du lien entre la distribution cérébrale du Li et la réponse thérapeutique observée chez les patients bipolaires.
L'IRM du 7Li permet de visualiser la distribution cérébrale de Lithium dans le cerveau des patients bipolaires (panneau gauche : échelle de couleur du moins concentré (vert) au plus concentré (rouge/orangé)) et de détecter son accumulation, statistiquement significative au sein de la cohorte, dans l'hippocampe gauche (panneau droit : rendu 3D de la carte statistique coupée au niveau de l'hippocampe gauche et faisant apparaitre les zones où le Lithium est plus concentré que la moyenne en rouge orangé). © F.Boumezbeur-E.Duchesnay-J.Stout/CEA/NeuroSpin