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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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2. Agents de contraste
2.1 Contexte
L'IRM est entrée dans le domaine clinique en 1980 et est devenue une technique diagnostique largement démocratisée. En effet, plus de 75 millions d'examens sont réalisés chaque année à travers le monde. Elle présente comme avantages d'être non invasive, de ne pas utiliser de rayons ionisants, d'avoir une excellente résolution spatiale (le millimètre pour les examens cliniques et le micromètre dans le domaine de la recherche), et de pouvoir être appliquée sur toutes les parties du corps. Cependant, dans certaines zones, le contraste peut parfois ne pas être suffisant. C'est pourquoi il a été développé des composés permettant de pallier ce problème.
Les agents de contraste pour l'IRM ont fait leur apparition en 1988 sous la forme d'un complexe de gadolinium(III)-DTPA (Diéthylénetriamine Pentaacetic Acid ). Depuis, ils ont pris une importance considérable puisque quasiment 40 % des examens IRM sont pratiqués en injectant un agent de contraste par voie intraveineuse. L'apparition des agents de contraste a permis l'amélioration des examens IRM car ils ont la propriété d'augmenter le contraste des images en réduisant les temps de relaxation des protons de l'eau dans les tissus. Cela permet de :
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réduire le temps d'examen ;
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mieux distinguer les tissus malades des tissus sains ;
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apporter des informations sur le fonctionnement de certains organes.
Dans l'exemple de la figure 7, qui représente l'image d'un même cerveau avec et sans agent de contraste, il est aisé de remarquer l'apport du contrastophore. La tumeur est beaucoup plus visible du fait de sa vascularisation et du passage plus aisée de la barrière sang/cerveau perturbée de la tumeur.
HAUT DE PAGE2.2 Différents types d'agents
On distingue deux grandes familles d'agents de contraste : les agents paramagnétiques qui sont des chélates comportant un centre paramagnétique et les agents superparamagnétiques composés de nanoparticules d'oxydes de fer. La grande différence entre ces deux familles est leur mode de fonctionnement. Les agents superparamagnétiques ont un effet plus important sur le temps de relaxation transversale T 2 et entraînent une diminution de l'intensité du signal sur les images...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CANET (D.), BOUBEL (J.-C.), CANET SOULAS (E.) - La RMN. - Dunod, Paris (2002).
-
(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).
-
(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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(6)...
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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