Développement méthodologique et instrumental pour l'IRM moléculaire rehaussée par polarisation dynamique à champ ultra-faible

Abstract

Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet européen PrimoGaïa du programme H2020/FETOPEN. Ce projet vise à construire un nouvel instrument capable de cartographier et de quantifier de manière non invasive une activité enzymatique chez des animaux vivants intacts avec des champs magnétiques ultra-faibles, moins de 1mT. La stratégie mise en œuvre est très flexible et utilise des technologies moins coûteuses que celles prévalant en IRM à haut champ. Elle est basée sur la technique d’IRM rehaussée par l’effet Overhauser « OMRI ».Dans cette thèse des développements instrumentaux ont été réalisés, sur les différentes sous unités de l’équipement (pré-polarisation magnétique, antenne de détection RMN, Chaine RF et antennes de saturation RPE). Des expériences in-vitro et in-vivo ont été effectuées après optimisation des séquences avec encodage cartésien et radial pour cet environnement expérimental. Ces expériences ont permis d’établir la cinétique d’une activité enzymatique en spectroscopie à champ terrestre in-vitro. L’imagerie 3D anatomique chez des rongeurs vivants en pré-polarisation magnétique et enfin en OMRI donne accès à la biodistribution d’un nitroxyde dans les reins, les poumons et la vessie, en 3D avec une acquisition rapide en moins de 10 minutes sans échauffement notable des tissus. Des travaux en cours visent à suivre une activité enzymatique sur un modèle pathologique dans le contexte de maladies inflammatoires affectant les poumons.Les prochaines étapes seront d’améliorer la qualité des images anatomiques in-vivo et de réduire encore le temps d’acquisition. Conjointement à ces études, un équipement à plus grande échelle (taille humaine) est en cours de développement au sein du consortium PrimoGaïa.