Sessions scientifiques & conférences invitées

Ce congrès de la SFRMBM s'organisera autour de cinq sessions scientifiques balayant divers domaines.

• Séquences RMN et macromolécules

Interactions des métabolites dans les fluides biologiques par relaxométrie haute résolution. 

par Fabien FERRAGE (CNRS)

Mots-clés : UTE, Transfert d'aimantation, spectroscopie, nouvelle séquence

Les propriétés de relaxation des spins nucléaires jouent un rôle essentiel dans toutes les expériences de résonance magnétique nucléaire et d’imagerie par résonance magnétique. Comprendre finement ces propriétés de relaxation permet de mieux décrire les processus moléculaires (mouvements, interactions…) qui en sont à l’origine et d’optimiser les expériences de RMN et d’IRM. La relaxométrie consiste à mesurer les vitesses de relaxation sur une large gamme de champs magnétiques et donne ainsi accès à la dynamique moléculaire sur une grande plage de temps caratéristiques. Nous développons, depuis plusieurs années, la relaxométrie haute résolution, une technique qui permet de combiner la relaxométrie avec la sensibilité et la résolution de la RMN à haut champ. Nous montrerons que cette méthode permet notamment d’étudier de manière systématique les interactions des métabolites avec les protéines et assemblage macromoléculaires dans les fluides biologiques tels que le plasma et le sérum sanguin. Les interactions de plusieurs métabolites ont pu être identifiées et la taille des complexes estimée. Nous avons également employé cette méthode avec notre collaborateur Frans Mulder pour mieux comprendre les interactions d’un agent de contraste commercial avec une sélection de métabolites. La relaxométrie haute résolution est une nouvelle méthode pour la détermination des interactions des petites molécules dans des milieux complexes et a un grand potentiel comme appui aux applications de la RMN dans le diagnostic médical. 

• Avec ou sans agent de contraste 

CEST: de la paillasse au pied du patient ; l’histoire de deux applications. / CEST: from bench to bedside; A tale of two applications.

par Xavier Golay (UCL)

Mots-clés : Applications cliniques, perfusion, IRMf, diffusion, contraste, ASL, CEST

Le transfert de saturation par échange chimique (CEST) est depuis une vingtaine d’année une nouvelle méthode d’IRM pour sonder le métabolisme ou la présence de molécules. Plusieurs applications ont émané de différents laboratoires travaillant sur cette technique, certaines utilisant des agents de contrastes (paramagnétiques ou diamagnétiques) alors que d’autres se focalisent sur les propriétés intrinsèques des tissus. Dans cette présentation, deux méthodes utiles dans le cas du cancer seront comparées : Le transfert d'aimantation des protons amides utilisant le signal intrinsèque des amides provenant du squelette de protéines en solution afin d’évaluer les protéasomes ; et le GlucoCEST, une méthode ciblant les protons hydroxyles échangeables des molécules de glucose (ou des analogues) non-marquées, utilisées ici comme un agent de contraste métabolisable, afin d’imager directement l’apport de glucose et potentiellement sa consommation dans le cas de cancers. 

Chemical Exchange Saturation Transfer has been a promising new metabolic / molecular MRI method for the last 20 years now. Several applications have spun out of the many labs working on this technology around the world, some based on the use of contrast agents (either paramagnetic or diamagnetic), others rather focusing on the intrinsic properties of the tissue scanned. In this presentation, I will compare the trajectory along the translational pathway of two potential methods to be used in cancer: Amide Proton Transfer, basically using the intrinsic amide signal from the backbone of protein in solutions as an indirect assessment of proteasome; and GlucoCEST, a method aiming at using the hydroxyl exchangeable protons of unlabelled native glucose (or glucose analogues), used here as a metabolizable contrast agent, to directly image glucose delivery and potentially uptake in cancer.

• Quantification - IRM multiparamétrique

La reproductibilité et le futur de la recherche en IRM. / Reproducibility and the future of MRI research

par Nikola Stikov (ICM)

Mot-clés : finger-printing, apprentissage automatique, relaxométrie, atlas 

Tout le monde s'accorde sur la nécessité d'une démarche scientifique transparente, mais les opinions divergent quant à la façon dont cela doit s'appliquer. Les questions autour de la science ouverte et de la nécessité de transparence en recherche sont tout à fait pertinentes dans les domaines tels que l’imagerie par résonance magnétique, où la plupart des innovations sur ces cinquante dernières années ont été menées grâce à des liens forts entre l’industrie et le monde académique, avec en préoccupation sous-jacente, la propriété intellectuelle. 

Cette présentation illustrera comment la standardisation et la reproductibilité en IRM peuvent-être facilitées par des écosystèmes de développement transparents. La première partie de la présentation soulignera les principes de base de la recherche reproductible avec des exemples provenant de la communauté de la résonance magnétique. La deuxième partie se focalisera sur l’IRM quantitative et la nécessité d’ouvrir les boîtes noires que nous fournissent les vendeurs/constructeurs. Le but est d’encourager les chercheurs à collaborer autour de logiciels ouverts et de séquences constructeurs-indépendant afin de rendre accessible l’IRM quantitative.

Most would agree that transparency in science is an essential goal, but there are differing opinions on how open our science really should be. The questions surrounding open science and research transparency are particularly relevant for fields like magnetic resonance, in which much of the innovation over the past 50 years has been driven by intellectual property and a tight link between industry and academia. 

This talk will illustrate how transparent development ecosystems can facilitate the standardization and reproducibility of MRI at multiple levels. The first part of the talk will outline the basic principles of reproducible research, with examples contributed by the wider MR community. The second half will focus on quantitative MRI and the need to peek inside the vendor-supplied black boxes that generate the numbers. The goal is to encourage researchers to collaborate on open-source software and vendor-neutral sequences to level the field for MR quantification.

• Instrumentation et champs extrêmes

L'IRM à champ extrême(s) deviendra-t--elle indispensable ?

par Maxime Guye (Université Aix-Marseille) et Mathieu Sarracanie (Université de Bâle)

Mots-clés : Opportunités (propriétés physiques, applications cibles) et challenges

Cette question volontairement provocatrice est posée au moment où l’IRM entre dans un nouveau cycle de questionnement, se reflétant dans un bouillonnement de la recherche aux champs extrêmes (i.e. hors de la sphère 1.5-3 Tesla). 

Grâce au gain en signal et de certains contrastes (en particulier de susceptibilité) offerts par les ultra-haut champs, les systèmes d’IRM à 7 Tesla obtiennent les premiers marquages CE et FDA pour leur utilisation clinique, dans certaines indications clés en Neuro et MSK. Mais que peuvent véritablement apporter ces systèmes couteux, en recherche, mais aussi et surtout, en clinique ? Existe-t-il des domaines et des indications dans lesquels l’IRM 7T a une valeur ajoutée ? Quels bénéfices en attendre ? 

En parallèle, la communauté IRM assiste à un regain d’intérêts pour les champs faibles, mettant en avant les attributs d’accessibilité, de compatibilité et de contrastes inexplorés (en particulier T1), tout en bénéficiant de plus de 40 ans d’avancée technologique en résonance magnétique. Mais que signifient actuellement les champs faibles ? Quel est le paysage des applications ? Quels sont les nouveaux acteurs ? 

A travers notre expérience et autour d’exemples concrets, cette présentation s’attachera à répondre à ces questions clés pour l’avenir des champs extrêmes. À long terme, pouvons-nous déjà anticiper quelle valeur ajoutée et quelles applications spécifiques l’emporteront sur la simple question du nombre de Tesla ?

• IRM préclinique

IRM et SRM précliniques - enjeux, nouveautés, défis et perspectives. 

par Monique Bernard (CNRS) et Frank Kober (CNRS)

Mots-clés : modèles animaux (petit animal, PNH, ...) multi-noyaux, physiologie et métabolisme

L’IRM et la SRM précliniques offrent aujourd’hui des outils d’exploration incontournables avec des biomarqueurs de plus en plus précis et sensibles et des méthodes de routine de plus en plus accessibles pour l’exploration de modèles animaux de pathologies humaines. L’étape préclinique est également importante pour de nombreux développements et validations de nouvelles méthodes avant leur transfert chez l’homme. Ces dernières années, certaines techniques telles que l’IRM auto-synchronisée de la fonction cardiaque ou encore l’IRMf et la spectroscopie proton cérébrale ont trouvé leur application dans des études exploratoires. En parallèle à l’engouement en clinique, les noyaux autres que le proton ont stimulé nombre d’études. Les applications de l’IRM du fluor 19 et du carbone 13 hyperpolarisé se sont étendues et l’IRM de l’oxygène 17 ainsi que l’imagerie métabolique du deutérium émergent. Par ailleurs, de nouveaux contrastes intrinsèques, notamment les différents versants du transfert d’aimantation, continuent à se développer. En plus de l’amélioration de l’instrumentation, les progrès dans les méthodes de calcul, en particulier en intelligence artificielle, contribuent à dépasser les limites de résolution spatiale et temporelle permettant notamment des études dynamiques à haute résolution chez le petit animal. 

Parallèlement, les études précliniques de cohortes ont un besoin croissant de normalisation afin de tirer bénéfice des aspects quantitatifs de l’IRM. La diversité du parc (malgré un petit nombre de constructeurs), des méthodes et des accessoires est difficile à cerner et l’application des protocoles est moins standardisée qu’en clinique. De plus, les procédures de post-traitement sont généralement propres à chaque équipe de recherche. Le développement récent de plateformes de partage des outils d’acquisition et de post-traitement entre sites pourra renforcer le potentiel de l’IRM préclinique.