Évolution des marqueurs quantitatifs en Optical Coherence Tomography Angiography avant et après équilibre glycémique

 Rétinopathie diabétique : 

La rétinopathie diabétique représente une des complications micro-vasculaires du diabète. A l’échelle mondiale, elle représente la 5ème cause de cécité toutes causes confondues , ce qui en fait un problème majeur de santé publique.

Depuis les trente dernières années, les connaissances physiopathologiques ainsi que le traitement des rétinopathies diabétiques ont connu une évolution majeure, avec à la fois le développement d’imageries rétiniennes in-vivo à haute résolution numérisées (Angiographie fluorescéine et indocyanine, Tomographie à cohérence optique, rétinophotographies non mydriatiques et rétinophotographies grand et très grand champ) et de possibilité de traitement des néovaisseaux (pan photocoagulation rétinienne) et de l’œdème maculaire (Laser focal, grille maculaire, injection intra-vitréenne d’anti-VEGF et de Dexaméthasone), associé à une amélioration de la prise en charge globale de l’équilibre glycémique, permettant in fine une diminution de plus de 150% des cas de cécité lié à la rétinopathie diabétique dans le monde .

Physiopathologie :

La physiopathologie du développement de la rétinopathie diabétique reste mal connue malgré de nombreux travaux. Plusieurs lésions anatomo-pathologiques et voies métaboliques ont été analysées comme impliquées dans le développement d’une rétinopathie diabétique :

Lésions anatomiques : 

Perte des péricytes : les lésions au niveau des péricytes avec apoptose cellulaire est une des lésions les plus précoces et spécifiques de la rétinopathie diabétique. Ce sont des cellules contractiles qui jouent un rôle majeur dans l’auto-régulation microvasculaire, ainsi que dans la régulation de la prolifération vasculaire . De ce fait, la perte des péricytes entraine des altérations au niveau de la barrière hémato rétinienne, avec comme lésion anatomique visible des dilatations veineuses avec un aspect de veines dites en « chapelet ». La perte de contact entre les péricytes entraine de plus une prolifération cellulaire à l’origines des micro-anévrysmes. Le mécanisme à l’origine duquel l’hyperglycémie chronique entraine une perte des péricytes reste mal connu, bien que la voie de l’aldose réductase et du PDGF-β (platelet-derived growth factor-beta) soient les hypothèses privilégiées .

Epaississement de la membrane basale capillaire: l’épaississement de la membrane basale des capillaires est une lésion anatomo-pathologique bien connue depuis son études par microscopie électronique. Le rôle de la membrane basale vasculaire est multiple :
– Servir de substrat à l’attachement cellulaire (notamment aux péricytes)
– Servir de barrière physique au différents types cellulaires et tissus
– Maintenir la taille et la forme cellulaire
– Permettre une perméabilité sélective aux flux moléculaires, pour maintenir une balance homéostatiques entre les couches internes et externes de la paroi vaisseaux rétiniens .

L’hyperglycémie chronique entraine un épaississement de cette membrane basale vasculaire , avec altération de son ultrastructure. Cela est du d’une part à la réticulation des composants de la matrice extra-cellulaire par la lysyl oxydase, entrainant une augmentation de l’espace inter-fibrillaire de la membrane basale capillaire, donnant un aspect en « fromage suisse ». Cette réticulation excessive favorise un excès de perméabilité. Ces même lésions et mécanismes sont retrouvés dans les autres atteintes micro-vasculaires : au niveau de la membrane basale glomérulaire et des micro-vaisseaux endo neuraux.

Capillaires acellulaires: La perte complètes des éléments cellulaires sur le réseau capillaire est visible dans des stades plus avancés de rétinopathie diabétique. Les capillaires acellulaires correspondent à  des vaisseaux non fonctionnels, visible sous la forme de plage ischémiques en angiographie à la fluorescéine .

Rupture de la barrière hémato-rétinienne: Un des mécanismes principaux de la rupture de cette barrière hémato-rétinienne est l’altération des jonctions serrées (les zonula occludens), visible en microscopie électronique . Les jonctions serrées semblent s’altérer avec l’augmentation du VEGF intra vitréen, d’où l’efficacité de traitement par hydrocortisone ou anti-VEGF sur la production de zonula occludens La rupture de la barrière hémato-rétinienne est la cause majeure d’œdème maculaire diabétique.

Facteurs biochimiques et voies métaboliques 

La voie de l’aldose réductase : l’aldose réductase est une enzyme nécessaire à la transformation des aldoses (dont le glucose) en polyol (dont le sorbitol). Cette réaction, en utilisant le NADPH comme coacteur, permet in fine de transformer le glucose en fuctose. Cette voie métabolique est, à l’état basal, une voie accessoire. En situation d’hyperglycémie, l’augmentation de l’activité de l’aldose réductase entraine une accumulation intra-cellulaire de sorbitol à haut poids moléculaire, donc sans libre circulation au travers de la membrane plasmique, entrainant une augmentation de la pression osmotique. De plus, l’utilisation de NADPH en excès entraine des modifications du potentiel d’oxygéno-réduction à l’origine d’un phénomène de « pseudo-hypoxie ».

Produits terminaux de glycation : également appelés « Advanced Glycosylation Endproducts » (AGE), ce terme désigne l’ensemble des protéines, lipides et acides nucléiques qui subissent une modification irréversible de glycation, c’est-à-dire de fixation non enzymatique d’un sucre. Cette réaction est augmentée par des concentrations élevées en sucres. Cette réaction est également appelé « réaction de maillard ». La glycation protéique peut entrainer des pertes de fonction protéique et endommager le fonctionnement cellulaire.

Théorie du métabolisme des photorécepteurs : Les bâtonnets sont les photorécepteurs consommant le plus d’oxygènes, surtout dans l’obscurité. De ce fait, l’activation des bâtonnets sur un terrain de « pseudo-hypoxie » (cf voie de l’aldose-réductase) entraine une sécrétion de VEGF. Cette théorie expliquerait l’efficacité de la pan-photocoagulation rétinienne en diminution la consommation d’oxygène par destruction des bâtonnets périphériques.

Théorie des dérivés réactifs de l’oxygène : Les voies métaboliques habituelles du glucose sont la glycolyse et le cycle des acides tricarboxyliques, qui se produisent dans les mitochondries et qui entrainent la synthèse adénosine triphosphate (ATP), avec comme sous-produit de la phosphorylation oxydative les radicaux libres comme l’ion superoxyde O₂⁻. Des hautes concentrations en glucose intra cellulaire entraine une augmentation de ces voies métaboliques et donc de la production de dérivés réactifs de l’oxygène, pouvant entrainer des lésions sur l’ADN mitochondrial ainsi que sur les protéines membranaires . Les dérivés réactifs de l’oxygène entrainent de plus la formation de diacylglycérol, favorisant l’activation de la protéine kinase C.

Anatomie de la micro-vascularisation maculaire 

Les connaissances acquises sur le réseau vasculaire rétinien provient des travaux histologiques réalisés chez les primates . De ces études, l’on sait qu’il y a au moins quatre réseaux vasculaires au niveau maculaire : Le plexus vasculaire superficiel, provenant de l’artère centrale de la rétine, et composé des artères, artérioles, capillaires, veinules et veines, circulants en majorité au niveau de la couche des cellules ganglionnaires. Deux plexus sont en profondeur du premier, le plexus intermédiaire et profond, qui se trouvent de part et d’autre de la couche nucléaire interne. Leur apport sanguin provient d’anastomoses verticales du plexus superficiel.

Tomographie par Cohérence Optique avec Angiographie (OCT-A)

L’OCTA est une extension fonctionnelle de l’OCT classique. Elle réalise de multiples B-scans pour détecter des contrastes de mouvements et reconstituer la vascularisation. Alors que des objets stationnaires n’entrainent que peut de changement entre 2 images, des objets en mouvements donneront deux images différentes. Ainsi, en regardant les changements sur les différents clichés en fonction du temps, l’OCTA reconstitue les zones en mouvements. Au niveau rétinien, les seuls mouvements attendus sont les flux vasculaires. La reconstruction réalisée par l’OCTA sera donc une reconstruction des plexus vasculaires.

Ces différents clichés devant ensuite être post-traité afin de mettre en contraste des différences de mouvements, plusieurs algorithme peuvent être utilisés : le premier et plus utilisé sur les appareil actuel est le « split spectrum amplitude decorrelation » (SSADA) dans lequel les différentes images acquises sont subdivisées en images plus petites, afin de minimiser les artéfacts de mouvements et augmenter le contraste entre chaque image, en utilisant l’amplitude du signal. D’autres méthodes de contrastes, tels que le OMAG, utilisant à la fois les informations de phase et d’amplitude pour générer un contraste d’image (comme dans le Cirrus 6000 utilisé dans notre étude).

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Table des matières

Table des matières
Introduction
Rétinopathie diabétique
Physiopathologie
Classification de la rétinopathie diabétique
Score EPICES
Anatomie de la micro-vascularisation maculaire
Lésions OCT-Angiographiques chez les sujets diabétiques
Avec rétinopathie diabétique
Sans rétinopathie diabétique
Comparaison OCT-A
Conclusion
Rétinopathie diabétique, relation avec l’hémoglobine glyquée
Evolution of quantitative optical coherence tomography angiography markers with glycemic control a prospective study
Evolution des marqueurs quantitatifs en Optical Cohérence Tomography Angiography avant et après
équilibre glycémique : une étude prospective

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