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| Etude en Tomographie à Emission de Positions au 18F-FDG des effets sur les circuits cortico-sous-corticaux de la stimulation cérébrale profonde unilatérale du noyau sous-thalamique dans la maladie de Parkinson (Effects of unilateral subthalamic nucleus deep brain stimulation on neural networks in Parkinson disease: a pilot PET study) David, Pierre-Maxime - (2016-10-06) / Universite de Rennes 1 - Etude en Tomographie à Emission de Positions au 18F-FDG des effets sur les circuits cortico-sous-corticaux de la stimulation cérébrale profonde unilatérale du noyau sous-thalamique dans la maladie de Parkinson
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Bourguet, Patrick Discipline : MEDECINE NUCLEAIRE Classification : Médecine et santé Mots-clés : Stimulation cérébral profonde unilatérale, Noyau sous-thalamique, TEP-18FDG, Maladie de Parkinson, Asymmétrie, Réseaux neuronaux,
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Résumé : Objectif: La stimulation cérébrale profonde (SCP) du noyau subthalamique (NST) est bien établie depuis de nombreuses années pour les patients atteints de la maladie de Parkinson intraitable au stade avancé. La SCP du NST a montré une amélioration significative des symptômes, mais l’intervention chirurgicale bilatérale est associée à plus de risques et de coûts, la chirurgie unilatérale serait une alternative intéressante pour les patients présentant des symptômes moteurs unilatéraux ou extrêmement asymétriques. Nombreuses études ont examiné les effets de la SCP bilatérale du NST, mais aucune étude n'a comparé le métabolisme pré et post-opératoire après une intervention chirurgicale unilatérale. Récemment, nous avons démontré que, malgré une amélioration significative motrice, la SCP bilatérale du NST induirait des changements sur les circuits associatifs et limbiques générant de l’apathie, et affecterait le cortex orbito-frontal provoquant la perturbation de la reconnaissance des émotions faciales. Nous avons émis l’hypothèse que le métabolisme pré-opératoire de repos serait différent selon le côté des symptômes, et que la SCP unilatérale du NST agirait différemment sur les réseaux corticaux entre l'hémisphère droit et gauche, en particulier sur les circuits limbiques et associatifs. Méthodes: Nous avons étudié onze patients (deux femmes et neuf hommes) avec des symptômes unilatéraux ou asymétriques de la maladie de Parkinson, avec une TEP au 18F -FDG 3 mois avant et 3 mois après la SCP, pour l’étude du métabolisme glucidique cérébral. Six patients ont bénéficié d’une SCP du NST gauche tandis que cinq patients ont reçu une SCP du NST droit. Des évaluations motrices, psychiatriques et neuropsychologiques ont également été réalisées à chaque étape, et le logiciel Statistical Parametric Mapping (SPM) a été utilisé pour les données d'analyse. Nous avons d’abord analysé le métabolisme préopératoire au repos pour ces patients ayant une forme asymétrique de la maladie par rapport à onze sujets sains appariés en âge puis, nous avons étudié les effets métaboliques après une SCP unilatérale du STN. Résultats: Tous les patients ont présenté une amélioration significative motrice à 3 mois après chirurgie, sur l'évaluation des scores moteurs. Aucune différence significative n'a été trouvée entre les scores neuropsychologiques et psychiatriques pré et post -opératoires. Par rapport aux sujets sains, la maladie de Parkinson modifierait le métabolisme cérébral à l'état de repos différemment selon une atteinte de l'hémisphère gauche ou droit, avec plus de modifications métaboliques chez les patients avec une maladie débutant à gauche, bien que la sévérité soit plus faible. La comparaison du métabolisme pré et post-opératoire a montré des effets bilatéraux mais asymétriques, principalement sur le côté stimulé, et supprimerait les anomalies métaboliques dans les zones limbiques pour les patients présentant des symptômes de gauche opérés d’une SCP du NST droit. Conclusion : Les résultats de cette étude TEP préliminaire montrent que la maladie de Parkinson chez les patients présentant des symptômes très asymétriques, modifierait différemment le métabolisme au repos, probablement en agissant sur le Default Mode Network, et ce en fonction du côté de l'hémisphère atteint et la sévérité des symptômes. Cette étude met également en évidence les différents changements métaboliques entre la SCP unilatérale du NST droite et gauche, liées à des différences dans la connectivité fonctionnelle entre les zones corticales avec le NST droit versus gauche. La SCP unilatérale du NST est une alternative thérapeutique intéressante pour les patients présentant des symptômes moteurs unilatéraux ou très asymétriques et n’induirait pas les mêmes effets sur les réseaux associatifs et limbiques selon une chirurgie droite ou gauche. Abstract : Objective: Subthalamic nucleus (STN) deep brain stimulation (DBS) is well established for many years for patients with intractable and advanced Parkinson’s disease. STN DBS has shown a significant improvement of symptoms but bilateral surgical procedures is associated with more risks and costs, thereby unilateral surgery would be an interesting alternative for patients with unilateral or extremely asymmetric motor symptoms. Many studies have examined the effects of bilateral STN DBS but no study has compared pre and post-operative metabolism after unilateral surgery. Recently, we demonstrated that despite a significant motor improvement, bilateral STN DBS induce changes on associative and limbic circuits generating apathy, and affects orbitofrontal cortex causing disturbance of facial emotion recognition. We hypothesized that that pre-operative metabolism at rest would be different depending on the side of symptoms, and that unilateral STN DBS would act differently on brain networks between right and left hemisphere especially on limbic and associative circuits. Methods: We studied eleven patients (two women and nine men) with unilateral or asymmetric symptoms of Parkinson’s disease, who underwent 18F-FDG-PET 3 months before and 3 months after unilateral STN DBS, for glucose cerebral metabolism study. Six patients underwent a left STN DBS while five patients underwent a right STN DBS. Motor, psychiatric and neuropsychological assessments were also performed at each step, and Statistical Parametric Mapping software (SPM) was used for analysis data. We first analyzed pre-operative metabolism at rest for these patients with asymmetric form of disease compared to eleven age-matched healthy subjects and secondly we studied metabolic effects following unilateral STN DBS. Results: All patients had significant motor improvement at 3 months after surgery, on motor scores evaluation. No significant differences was found between pre and post-operative psychological and psychiatric scores. Compared to healthy subjects, Parkinson’s disease would modify cerebral metabolism at resting state differently between left and right-affected hemisphere with more metabolic changes in patients with left-onset disease although severity is lower. The comparison of pre and post-operative metabolism showed bilateral but asymmetric effects, predominantly on the side of surgery, and would suppress metabolic abnormalities in limbic areas for patients with left symptoms and right-STN DBS. Conclusion: The results of this pilot PET study showed that Parkinson’s disease in patients with highly asymmetric symptoms modify differently the metabolism at rest, probably by acting on the Default Mode Network, and depending on the side of hemisphere affected and the severity of symptoms. This study also highlight different metabolic changes between right and left unilateral STN DBS, linked to differences in functional connectivity between cortical areas and right versus left STN. Unilateral STN DBS is an interesting therapeutic alternative for patients with unilateral or very asymmetric motor symptoms and would not induce same changes on associative and limbic networks between right and left surgery. | |||