Spectroscopie des tumeurs cérébrales

Imagerie Métabolique des Tumeurs Cérébrales de l'Adulte

La spectroscopie par résonance magnétique (SRM) est une technique d'imagerie métabolique cérébrale qui analyse la composition chimique des tissus, fournissant des informations complémentaires à l'imagerie morphologique pour le diagnostic et le suivi des tumeurs cérébrales.

I. Rappel sur la spectroscopie cérébrale

La SRM utilise les protons d'hydrogène et est réalisée à des champs magnétiques de 1.5 ou 3 Tesla. Elle cible spécifiquement la lésion, souvent après injection d'un produit de contraste.

• Temps d'écho (TE):
  • Court (30 ms): préférable pour certains métabolites comme le Myo-inositol, Lactates et Lipides.
  • Long (135 ms): utilisé pour d'autres métabolites et pour inverser les signaux des Lactates et Acides aminés.
• Techniques:
  • Mono-voxel (petit volume): durée d'environ 5 minutes.
  • Multi-voxel (gros volume): durée d'environ 8 minutes, permet d'étudier un volume plus important.
• Bilan tumoral complet: La spectroscopie est souvent associée à d'autres séquences IRM : conventionnelle, diffusion et perfusion.

Métabolites clés et leur signification

Les pics de métabolites sont identifiés par leur position en parties par million (ppm) sur le spectre.

• Créatine (Cr): 3,03-3,94 ppm. Indicateur du métabolisme énergétique et index de cellularité, généralement stable dans les tissus sains et tumoraux.
• N-Acétyl Aspartate (NAA): 2,02 ppm. Marqueur de l'intégrité et du fonctionnement neuronal. Sa concentration diminue dans les tumeurs. Le ratio NAA/Cr est normalement entre 1,5 et 2,5.
• Choline (Cho): 3,21 ppm. Reflète le métabolisme membranaire et la prolifération cellulaire. Augmente significativement dans les tumeurs. Le ratio Cho/Cr est normalement entre 0,8 et 1,2.
• Myo-inositol (mI): TE court, 3,56 ppm. Marqueur glial, augmente dans les lésions chroniques. Le ratio mI/Cr est normalement autour de 0,5.
• Glutamate, Glutamine (Glx): TE court, 2,1-2,5 et 3,7-3,9 ppm. Le glutamate est un précurseur du GABA, et la glutamine est impliquée dans la détoxification.
• Lactates (Lac): 1,33 ppm. Indicateur du métabolisme anaérobie. Apparaît en TE court (+) et disparaît ou s'inverse en TE long (-).
• Lipides (Lip): 1,3 et 0,9 ppm. Indiquent la nécrose cellulaire. Apparaissent en TE court (+).
• Acides Aminés (AA): Multiples pics, 0,9 ppm. Peuvent être présents dans les abcès. Disparaissent ou s'inversent en TE long (-).

II. Intérêt dans le diagnostic des tumeurs cérébrales

La SRM aide à caractériser le grade tumoral, à délimiter les contours tumoraux et à distinguer différentes pathologies.

1. Caractérisation du grade tumoral

• Prolifération tumorale: Entraîne une augmentation de la Choline (Cho) et une diminution du NAA, résultant en une augmentation des ratios Cho/Cr et Cho/NAA.
• Tumeurs de bas grade:
  • Augmentation du Myo-inositol (mI).
  • Absence de pics de lipides.
  • Une lésion homogène, sans œdème ni rehaussement, et l'absence de pic de lipides ou de lactate peut suggérer un mélanome de bas grade.
  • Un ratio Cho/Cr > 2.33 peut différencier un oligodendrogliome de bas grade d'un anaplasique (sensibilité 100%, spécificité 83%).
• Tumeurs de haut grade (ex: Glioblastome):
  • Élévation importante de la Choline.
  • Diminution nette du NAA.
  • Présence franche de Lactates et Lipides en raison de la nécrose et du métabolisme anaérobie.
  • Présence de néoangiogenèse (visible en IRM perfusée).
  • Exemple : une lésion expansive hétérogène avec œdème, nécrose et rehaussement marqué après injection suggère un glioblastome.

Diagnostic différentiel selon les profils métaboliques

• Métastases:
  • Lésions multiples, contexte néoplasique connu.
  • Prédominance franche du pic de lipides.
  • Absence de néo-angiogenèse dans l'œdème (visible en IRM perfusion).
  • La caractérisation est plus difficile en cas de lésion unique sans contexte néoplasique.
• Lésions infiltrantes diffuses (e.g., Gliomatose cérébrale):
  • Infiltration tumorale diffuse, peu expansive, touchant plusieurs lobes.
  • Peu ou pas de rehaussement après injection.
  • Diminution modérée du NAA et choline peu élevée.
  • Augmentation du Myo-inositol+++.
• Abcès cérébral:
  • ADC bas et CBV bas dans la zone centrale.
  • Pics d'Acides Aminés +++.
  • Absence des métabolites classiques des tumeurs (NAA, Cho, Cr).
• Autres diagnostics différentiels: SEP pseudotumorale, granulome, AVC, DNET, etc. Les profils métaboliques spécifiques aident à les distinguer les uns des autres et des tumeurs.

III. Apport dans la surveillance d'une tumeur traitée ou non

La SRM est cruciale pour le suivi de l'efficacité du traitement et la détection d'une récidive.

• Évaluation de la réponse thérapeutique:
  • Après traitement efficace, on observe une augmentation du NAA et une chute de la Choline, indiquant un bon fonctionnement neuronal et une réduction de la prolifération.
• Détection de la récidive versus nécrose post-radique:
  • L'apparition d'une nécrose (pic de lipides, chute du NAA) est un signe.
  • La majoration de la Choline durant la surveillance est fortement suspecte d'une récidive.
  • Un ratio Cho/NAA > 2 dans une zone est associé à un risque élevé de récidive.
  • Comparaison des ratios :
    

    	Changement radique		Récidive tumorale		p value
    	Gamme	Moyenne±ET	Gamme	Moyenne ± ET
    ADC ratio	1.29–2.16	1.57±0.35	0.75–1.30	1.14±0.18	<0.05
    CBV ratio	0.64–2.81	1.82±0.79	1.99–4.77	3.33±1.16	<0.05
    Cho/Cr	0.64–1.86	1.11±0.66	1.29–2.64	1.87±0.39	NS
    Cho/NAA	0.56–2.21	1.16±0.91	0.72–3.69	1.56±0.82	NS

    
    

    La spécificité de la SRM est inférieure à celle de la PET pour cette distinction.

• Délimitation des limites tumorales:
  • Les micrométastases peuvent s'étendre jusqu'à 2 cm au-delà du rehaussement visible.
  • La SRM multi-voxel est utile pour différencier l'œdème de l'extension tumorale (augmentation Cho et diminution NAA).

IV. Caractérisation moléculaire

La SRM contribue de plus en plus à la caractérisation moléculaire des tumeurs.

• Oligodendrogliomes avec ou sans co-délétion 1p19q: Certains études suggèrent un rapport Cho/Cr plus élevé en cas de délétion, bien que d'autres n'aient pas trouvé de différence significative.
• Gliomes avec ou sans mutation IDH:
  • Les gliomes porteurs de la mutation IDH (Isocitrate Déshydrogénase) accumulent un nouveau métabolite, le 2-HydroxyGlutarate (2HG).
  • Ce 2HG est détectable en spectroscopie (sensibilité 89,5%, spécificité 81,3% pour la détection de la mutation IDH).
  • La SRM permet également le monitoring du traitement pour les gliomes IDH mutés, avec une chute du 2HG en cas de réponse thérapeutique.

Synthèse et Points Clés

L'imagerie métabolique par SRM doit toujours être interprétée en conjonction avec les données de l'IRM conventionnelle (T1, T2, FLAIR), de diffusion, de perfusion et du contexte clinique.

• Une élévation de la Choline et la présence de Lipides sont hautement évocatrices d'un processus tumoral agressif (haut grade).
• La progression du rapport Cho/NAA est un indicateur fort de récidive lésionnelle.
• La présence de pics d'Acides Aminés doit faire suspecter un abcès cérébral.