IRM fonctionnelle des tumeurs

Présentation au sujet: "IRM fonctionnelle des tumeurs"— Transcription de la présentation:

1 IRM fonctionnelle des tumeurs
Andreas Volk "IRM et SRM biomédicales expérimentales" U.759 INSERM/Institut Curie Institut Curie – Centre de Recherche - Orsay

2 IRM = imagerie "translationnelle" (clinique <> préclinique)
voxel  10 mm3 homme 80kg /3000 voxel  mm3 souris 25g 2 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

3 IRM = imagerie multi-paramétrique
IRM anatomique (établie) IRMf "microvascularisation" IRM de diffusion SRM IRM fonctionnelle (évaluation/optimisation) IRM moléculaire (développement) 3 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

4 IRM fonctionnelle des tumeurs (microvascularisation)
paramètres caractérisant la micro-vascularisation (flux/volume sanguin, perméabilité capillaire, oxygénation…) 1.6 mm "corrosion cast" > réseau capillaire 4 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

5 AC exogènes (à injecter dans la circulation sanguine)
Les approches en IRMf de la microvascularisation sont basées sur l'utilisation d'agents de contraste (AC) augmentent les vitesses de relaxation (R1, R2, R2*) des protons de l'eau se trouvant à proximité AC exogènes (à injecter dans la circulation sanguine) AC endogène (déoxy-Hémoglobine = constituant du sang) 5 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

6 IRM fonctionnelle "BOLD"
BOLD = "Blood Oxygen Level Dependent" Agent de contraste endogène : deoxy-Hb paramagnétique carbogène + isoflurane air + isoflurane CHC (induction chimique) [oxy-Hb] [deoxy-Hb] T2* Réponse attendue : - vascularisation fonctionnelle (présence érythrocytes ) - hypoxie initiale Thomas et al. Magn. Reson. Med. 2003 6 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

7 IRM fonctionnelle "BOLD"
AIR CARBOGEN T2*w GRE-IRM rapide (1 image/ 2sec) synchro. respiratoire signal région tumorale 1 pt = 1 image Thomas et al. Magn. Reson. Med. 2003 7 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

8 IRMf "BOLD" (images de différence)
IRM fonctionnelle "BOLD" information sur la microvascularisation tumorale IRMa IRMf "BOLD" (images de différence) "segmentation fonctionnelle" "T+" = fraction tumorale avec augmentation de signal Thomas et al. MAGMA 2004 8- IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

9 IRM fonctionnelle "BOLD" suivi d'une thérapie anti-vasculaire par "T+"
- tumeur de vessie implantée - T. par Combrétastatine A-4-P - accélération de nécrose (IRM) diminution "T+" rapide (35min) - ralentissement de croissance (MRI) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Control Treated (% /day) Thomas et al., NEOPLASIA 2006 9 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

10 IRMf "BOLD" en recherche clinique
Réponse au carbogène de différentes tumeurs chez l'homme (Taylor et al. J Magn Reson Imaging 2001, Rijpkema et al. Int J Radiat Oncol Bio Phys 2002)) Cartographie de l'hypoxie tumorale ( > radiothérapie) (Padhani et al. Eur Radiol 2007) A l'étude: Hypoxia imaging may help select the most appropriate population that would benefit from novel hypoxia directed therapies A. R. Padhani (*) 10 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

11 IRM dynamique avec AC exogènes ("DCE-MRI")
xénogreffe tumeur du côlon bolus iv qq secondes agent de contraste paramagnétique à base de Gadolinium (ici Gd-DOTA ) séquence "écho de gradient" rapide pondérée T1 (T1w) carte Ktrans flux sang – perméabilité 11 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

12 Analyses des courbes - extraction des paramètres
courbe signal-temps ou R1-temps courbe 'concentration AC' -temps - données de calibration: S vs [AC] - R1( [AC] ) = R1 ([AC]=0) + r  [AC] extraction de paramètres caractérisant la microvascularisation quantitatives (analyses par modèles pharmacocinétiques) - flux sanguin - perméabilité cap. - EES - […] semi-quantitatives - pente initiale - surface initiale de la courbe [AC]-temps (= IAUC ("Initial Area Under the Curve") - […] (ktrans) (modélisation pharmacocinétique : cf. Tofts et Kermode, Magn. Reson. Med. 1991) 12 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

13 perméabilité capillaire
effets de traitements anti-angiogéniques accès aux cell. de molécules thérapeutiques ciblées accès aux cell. de marqueurs d'imagerie vectorisés (imagerie moléculaire) optimisation de la méthodologie nouveaux AC macro-moléculaires 13 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

14 Gd-HP-DO3A AC de faible taille
Exemple : suivi d'un traitement Anti-VEGF (Avastine) (paramètre "cible" : perméabilité capillaire) modèle de tumeur du sein (MDA-MB-435) - implantation chez le rat av. tr. j+9 av. tr. j+9 Gd-HP-DO3A AC de faible taille B22956/1 Importance du choix de l'AC (taille, conformation) croissance tumorale: diminution de la vitesse de croissance non significative source : Preda et al., J. Magn. Reson. Imaging, 2004 14 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007

15 IRM dynamique en recherche clinique
Intégration dans les essais cliniques Stevenson et al., J Clin Oncol 2003 : CA4P, Phase 1 Lee et al., Cancer Chemother Pharmacol 2006 : PTK/ZK, Phase 1 +++ (6+21 essais, 11/2006; O'Connor et al. BJC 2007) >> Dktrans, DIAUC Évaluation de la reproductibilité et de la précision des paramètres (p.ex. ktrans ~ 30%) Roberts et al. J Magn Reson Imaging 2006 Standardisation des protocoles Evelhoch et al. Cancer Res 2005, Leach et al. BJC 2005 Relation paramètres DCE-IRM <> efficacité clinique ? (2 phase III : CCR; anti-angiogénique PTK/ZK) 16 - IRM fonctionnelle des tumeurs - A. Volk - SIAD 30/03/2007