Use of functional ultrasound imaging (fUS) for the development of biomarkers in two animal models of multiple sclerosis

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune du système nerveux central entraînant une démyélinisation. Elle touche 2,8 millions de personnes dans le monde et elle est première cause de handicap sévère non traumatique chez les jeunes adultes. Bien que des traitements existent pour gérer la maladie, aucun remède n'a été trouvé pour arrêter la neurodégénérescence progressive. De nombreux aspects de la maladie ont été décrits avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM), mais sa cause sous-jacente et ses mécanismes restent mal compris. Pour développer de nouveaux traitements et étudier les différents aspects de la SEP, de nouvelles technologies d'imagerie sont nécessaires au stade préclinique. L’imagerie par ultrasons fonctionnels (fUS) a déjà été utilisée pour mesurer indirectement l’activité du cerveau en suivant les changements de volume sanguin cérébral (CBV). Le but de cette thèse était d'identifier les biomarqueurs de la démyélinisation et remyélinisation dans deux modèles animaux de la SEP grâce à l’imagerie fUS.De façon à étudier les altérations de réponse fonctionnelle à la stimulation de la moustache, nous avons d’abord développé un protocole pour stimuler automatiquement les moustaches et réduire la variabilité due à l'utilisateur. Les paramètres de la stimulation (fréquence, durée de stimulation) ont été optimisés, ainsi que le plan d'imagerie grâce à une approche de neuro-navigation automatique basée sur les ultrasons. Enfin, ce protocole a été utilisé avec d’autres modalités d’imagerie, telles que la connectivité fonctionnelle et la Microscopie de Localisation Ultrasonore (ULM) dans deux modèles animaux de la SEP. Le modèle lysolécithine (LPC) n’a pas montré de résultats satisfaisants, ce qui est probablement dû à la petite taille de la lésion induite et à l’effet de l’injection elle-même. Cependant, l’étude longitudinale du modèle Cuprizone a montré des résultats très intéressants, autant sur les aspects temporels que spatiaux de l'activation du cortex au stade précoce du développement du modèle, au stade de démyélinisation complète et au stade de la remyélinisation spontanée.Nos résultats montrent une augmentation de la réponse fonctionnelle dans le cortex somatosensoriel, sur le plan spatial et temporel, exclusivement au stade de la démyélinisation complète. Une diminution de la vitesse de flux sanguin dans les artérioles pénétrantes a aussi été mesurée avec l’ULM, suggérant une altération du couplage neurovasculaire.Enfin, nous