Étude d'imagerie cérébrale fonctionnelle de la réponse au traitement de la dépression majeure par la TMS répétitive (rTMS)

I. CONTEXTE ET PORTÉE (y compris rapport d'avancement et études préliminaires).

1. Contexte historique

   La simulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) a été largement utilisée pour traiter les patients souffrant de dépression majeure [1]. Cependant, son efficacité varie. Des biomarqueurs capables de quantifier, d'évaluer objectivement, voire de prédire l'efficacité du traitement SMTr pour chaque patient sont nécessaires afin d'établir un traitement plus efficace et individualisé, ainsi que de gagner du temps et de l'argent. La TMS est une technique non invasive qui stimule le cerveau en utilisant un champ magnétique appliqué de l'extérieur pour induire des courants électriques à la surface du cortex sans causer de douleur. La SMTr est utilisée pour traiter la dépression depuis près de 20 ans, et la FDA a récemment approuvé l'utilisation de la SMTr en 2007 pour le traitement.

2. Études précliniques ou cliniques antérieures menant à et soutenant la recherche proposée

   Malgré son potentiel, la SMTr a des limites telles qu'un taux d'efficacité variable [1, 2]. Il nécessite un traitement quotidien sur place pour une durée de 4 à 6 semaines, et il est généralement payé avec des fonds de patients privés. Par conséquent, il est nécessaire d'évaluer l'efficacité de la SMTr de manière plus objective et plus précise. Il est important de noter que les patients bénéficieraient d'une capacité à prédire le résultat probable du traitement (4 à 6 semaines) au cours des premières séances. Ainsi, les chercheurs proposent d'étudier deux biomarqueurs correspondants en employant deux modalités d'imagerie, l'IRM fonctionnelle (fMRI) et la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS). Le succès de ce projet se traduira par l'identification de biomarqueurs quantitatifs qui répondent au traitement de la dépression par SMTr et prédisent ses résultats. Cela améliorera grandement et individualisera le traitement de la dépression à l'avenir.

3. Justification de la recherche proposée et avantages potentiels pour les patients et/ou la société

Contrairement aux études d'activation fonctionnelle, qui se concentrent principalement sur les régions cérébrales isolées, les études de connectivité fonctionnelle quantifient les interactions dynamiques entre les régions cérébrales fonctionnellement liées. Ceci est susceptible d'être plus pertinent dans les troubles psychiatriques complexes tels que la dépression majeure. L'activité du réseau de l'état de repos (RS) reflète la fonction cérébrale intrinsèque en l'absence d'une tâche. Il a montré un chevauchement remarquable avec les modèles d'activité induite par la tâche [3]. Le principal avantage de l'utilisation de l'IRMf RS pour étudier l'effet des troubles psychiatriques sur le cerveau est qu'elle évalue l'état du cerveau plutôt que la réponse à une tâche expérimentale compliquée. Ceci est particulièrement critique dans l'étude des patients souffrant de dépression, car la marque de fabrique de la maladie est le manque de volonté de participer à toute activité. Il existe de plus en plus de preuves de l'activité atypique du réseau fonctionnel RS dans la dépression [2, 4-6]. Parmi ces réseaux, le réseau de contrôle cognitif (CCN) est particulièrement important en raison de son rôle dans la régulation de l'humeur et de l'attention. Pour cette raison, le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), une partie importante du CCN, est la cible du traitement rTMS standard. Il est donc essentiel de comprendre les changements dans le CCN avant et après le traitement rTMS ; ceci pourrait être utilisé comme marqueur clinique de l'efficacité du traitement.

L'IRMf RS est avantageuse pour l'évaluation de l'efficacité du traitement SMTr : elle est basée sur le cerveau, objective et potentiellement plus spécifique. Le fNIRS est un outil d'imagerie optique non invasif qui mesure les changements de concentration d'oxy-, de désoxy- et d'hémoglobine totale (Δ[HbO], Δ[Hb] et Δ[tHb], respectivement) au niveau du cortex à travers le crâne intact [7]. fNIRS est le complément idéal pour la recherche rTMS, car :

1. L'instrumentation est insensible aux changements de champ magnétique
2. Il est le plus sensible aux régions du cerveau les plus touchées par la rTMS
3. Il a une large plage dynamique temporelle (de ms à heures), ce qui permet la mesure d'impulsions TMS uniques ainsi que d'une session rTMS entière
4. Le matériel de la sonde est compact et adaptable afin que les mesures puissent être effectuées sans affecter le placement de l'équipement rTMS Récemment, divers laboratoires ont démontré la capacité du fNIRS à surveiller l'effet de la rTMS chez des sujets sains [8, 9]. Dans cette étude, les patients qui recevront la SMTr dans le cadre de leur traitement clinique de la dépression seront suivis jusqu'à 30 séances. Les enquêteurs se concentreront sur les corrélations entre les changements de la réponse hémodynamique d'une séance à l'autre avec les résultats finaux, en particulier la corrélation entre les changements hémodynamiques au cours des premières séances et le résultat du traitement. Cela nous aidera à comprendre si la tendance précoce des réponses hémodynamiques de la SMTr peut prédire l'efficacité à long terme.

II. OBJECTIFS SPÉCIFIQUES (Objectifs de recherche)

un. Spécifier les objectifs et les hypothèses à tester dans le projet de recherche

Dans cette proposition, les chercheurs utiliseront deux modalités d'imagerie pour évaluer quantitativement le traitement SMTr et établir le biomarqueur précoce pour prédire le résultat en explorant :

1. La connectivité fonctionnelle RS dans les 10 jours précédant et dans les 10 jours suivant un traitement (jusqu'à 30 traitements ; cependant, un traitement typique est probablement un traitement 5 fois par semaine pendant 4 à 6 semaines : 20 séances au total) à l'aide de sang IRM fonctionnelle dépendante du niveau d'oxygène (IRMf BOLD).
2. La réponse hémodynamique en temps réel du cerveau à la rTMS lors de chaque séance de traitement à l'aide de fNIRS. Un certain nombre d'études rapportent une diminution de la connectivité fonctionnelle dans le CCN chez les sujets souffrant de dépression majeure [4-6]. De plus, des études indiquent que le DLPFC, une partie importante du CCN, présente une activation relativement faible dans la dépression.

A cet effet, nos hypothèses spécifiques sont les suivantes :

1. Hypothèse principale : Chez les patients ayant une réponse positive à la SMTr, les chercheurs observeront une augmentation de la force de la connectivité mesurée par IRMf entre les régions cérébrales du CCN après 4 semaines de traitement.
2. Hypothèse secondaire : L'activation cérébrale mesurée par fNIRS dans le DLPFC pendant la rTMS augmentera à mesure que le nombre de traitements augmentera. La détection de cette augmentation de l'activité cérébrale au début du traitement peut être un marqueur d'un résultat positif du traitement.