Une fenêtre sur le cerveau : l'oxygénation et la perfusion comme biomarqueurs

Nos cellules ayant besoin d’oxygène pour fonctionner, un changement du taux d’oxygénation peut être signe de diverses pathologies. Toutefois, il demeure difficile de mesurer directement l’oxygénation dans le cerveau sain ou malade, même chez les animaux de laboratoire utilisés en recherche. Nous proposons donc d’utiliser un modèle mathématique et numérique qui utilise des images des vaisseaux sanguins pour calculer une carte de l’oxygène. Pour obtenir ces cartes des vaisseaux sanguins, nous utiliserons un microscope de type biphotonique qui possède une excellente résolution spatiale et permet de mesurer des images directement dans le cerveau de souris vivantes à travers une fenêtre transparente posée sur le cerveau. Nous pourrons donc cartographier les vaisseaux sanguins chez des souris normales et d’autres où les vaisseaux sanguins sont affectés par des pathologies. Nous ferons aussi appel à une nouvelle technique de mesure qui utilise le microscope biphotonique pour mesurer directement l’oxygénation.

Dans un premier temps, ces méthodes seront utilisées pour étudier le lien entre l’activité des neurones, l’oxygénation et le débit sanguin cérébraux en utilisant des souris génétiquement modifiées chez lesquelles on peut stimuler certains neurones avec de la lumière. Dans un second projet, nous nous intéressons à l’évolution des vaisseaux sanguins et de la répartition de l’oxygène dans les tumeurs du cerveau de type glioblastome chez la souris. Le niveau d’oxygénation d’une tumeur est un paramètre particulièrement important car il influence l’efficacité des traitements de radiothérapie et de chimiothérapie. Les résultats pourraient aider la recherche médicale à améliorer la planification des traitements de radiothérapie et à cibler à quel moment de la progression les traitements pourraient être les plus efficaces. Enfin, nous étudierons l’oxygénation chez des souris ayant des microlésions, c’est-à-dire des accidents vasculaires cérébraux (AVC) microscopiques. En imageant les microlélsions par IRM, nous chercherons à mieux comprendre comme détecter les microlésions chez l’humain.