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RÉSUMÉ
L'imagerie par résonance magnétique (IRM) permet d'accéder à la structure interne des êtres vivants, de manière non invasive et atraumatique. Pour aller au-delà de la simple structuration de la matière vivante, des molécules aux propriétés très particulières ont été développées, les agents de contraste, qui permettent d'étendre le champ d'action et la spécificité de l'IRM. Ces agents de contraste ont permis d'augmenter le contraste des images IRM, ils sont maintenant destinés à visualiser des événements moléculaires au niveau cellulaire et à permettre une caractérisation physico-chimique des tissus.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-François MORFIN : Ingénieur de recherche au sein de l'équipe Complexes métalliques pour applications biomédicales - Centre de Biophysique moléculaire, CNRS, Orléans
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Jean-Claude BELOEIL : Directeur de recherche CNRS émérite - Centre de Biophysique moléculaire, CNRS, Orléans
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Éva TÓTH : Directrice de recherche CNRS - Centre de Biophysique moléculaire, CNRS, Orléans
INTRODUCTION
L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est maintenant entrée dans la vie courante, la moindre blessure aux sports d'hiver conduit à passer une IRM. Son caractère atraumatique et non invasif constitue un avantage décisif. La majorité des hôpitaux en sont équipés. L'IRM ne nécessite pas obligatoirement l'utilisation d'agents d'imagerie pour fournir une image structurelle de l'intérieur de l'organisme. Les réglages physiques de l'expérimentation permettent même d'accéder à différents paramètres des tissus (détection de tumeurs, oedèmes…). Ce n'est que si l'on veut aller plus loin dans la spécificité de la détection, qu'il est intéressant et même indispensable de faire appel à des agents de contraste injectables, même si l'on perd alors partiellement le caractère non invasif de l'IRM. Comme nous allons le montrer, la complexité des molécules va de l'agent chimiquement non spécifique jusqu'à l'agent de contraste dit « intelligent » (smart agent).
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3. Comment fonctionnent les agents de contraste ?
3.1 Agents de contraste et relaxation
L'efficacité d'un chélate paramagnétique utilisé en tant qu'agent de contraste est exprimée par la relaxivité r 1 ou r 2 , en référence aux vitesses de relaxation 1/T 1 ou 1/T 2 des protons des molécules d'eau. La relaxivité d'un agent de contraste est définie comme l'augmentation paramagnétique de la vitesse de relaxation des protons de l'eau normalisée par la concentration de cet agent :
La vitesse de relaxation 1/T i,obs est la somme de la contribution diamagnétique 1/T i,d et de la vitesse de relaxation paramagnétique 1/T i,p qui est proportionnelle à la concentration des espèces paramagnétiques [Gd]. Étant donné que la très grande majorité des agents de contraste sont de type T 1, la relaxivité correspond le plus souvent à la relaxation longitudinale r 1.
La relaxation des protons des molécules d'eau a pour origine les interactions dipôle-dipôle entre le spin nucléaire des protons et le champ magnétique local créé par le spin électronique des ions Gd3+.
On distingue deux contributions majeures (figure 10) :
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la...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CANET (D.), BOUBEL (J.-C.), CANET SOULAS (E.) - La RMN. - Dunod, Paris (2002).
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(2) - DÉCORPS (M.) - Imagerie de résonance magnétique, bases physiques et méthodes. - CNRS Éditions, EDP Sciences, Paris (2011).
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(3) - DRAHOS (B.), LUKES (I.), TÓTH (E.) - Manganèse(II) complexes as potential contrast agents for MRI. - Eur. J. Inorg. Chem., p. 1975-1986 (2012).
-
(4) - FRENZEL (T.), LENGSFELD (P.), SCHIRMER (H.), HÜTTER (J.), WEINMANN (H.J.) - Stability of gadolinium-based magnetic resonance imaging contrast agents in human serum at 37 oC. - Invest. Radiol., 43, p. 817-828 (2008).
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(5) - MERBACH (A.S.), HELM (L.), TÓTH (E.) - The chemistry of contrast agents in medical magnetic resonance imaging second edition. - Wiley, Chichester (2013).
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ANNEXES
EMA Agence européenne des médicaments http://www.ema.europa.eu
OMS Organisation mondiale de la santé http://www.who.int
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