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L'IRM utilise un champ magnétique puissant et des ondes radio pour créer une image en coupe détaillée des organes internes et des structures du corps humain, des animaux in ou ex vivo et même sur des objets contenant des molécules d'eau.

Actuellement les médecins et les chercheurs continuent d'affiner les techniques d'IRM pour aider dans les procédures médicales et la recherche. Nous mettons à profit l’IRM pour examiner l'intérieur du corps des animaux en détail et d’une manière non-invasive.

Voici des exemples pour lesquels l’IRM est utilisée sur la PF PIXANIM :

Imagerie du cerveau

Le cerveau d'un mouton (ou d'un porc ou ...) est utilisé pour étudier, localiser et nommer différentes zones cérébrales. L'anatomie de la tête d'un mouton ci-dessous montre les détails fins que la machine peut donner.

©PIXANIM@INRAE

Figure 1 : Tête de brebis dans différents plans : Sagittale (A), coronale (B).

Depuis ses images, il est possible d’extraire des informations ultra précises pouvant donnant lieu à un atlas par exemple (ci-dessous) qui permet à la communauté des neurobiologistes, éthologistes, vétérinaires etc… ainsi qu’à la communauté scientifique internationales (exemple : le Roslin Institute à l’Université d’Edinburgh) d’avoir un référentiel commun (Magnetic Resonance Imaging, 2015) et (The Journal of Comparative Neurology, 2017) pour des études alternatives (Animal Frontiers, 2019) et (Psychoneuroendocrinology, 2019).

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Figure 2 : Coupe sagittale du cerveau de mouton. (A) Vue latérale (ou profil) d'un rendu de surface 3D du gyri segmenté à partir d'une image de RM de modèle de population moyenne de cerveaux de moutons par rapport à (B) : un cerveau de mouton ex vivo fixé au paraformaldéhyde. A noter l'absence des bulbes olfactifs et de l'hypophyse en (B) en raison des contraintes de dissection ex vivo. Les étiquettes de couleur et les annotations de gyrus correspondantes se trouvent dans le tableau de droite.

On peut également obtenir de l’imagerie Fonctionnelle/structurale, pour étudier la connectivité entre différentes zones cérébrales - tractographie - (figure 3 ci-dessous). La tractographie est réalisée à l'aide d'une technique IRM spéciale basée sur l'imagerie par tenseur de diffusion pour mettre en évidence les voies neuronales.

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Figure 3 : Tractographie dans le cerveau de mouton. C'est une méthode représentant le réseau neuronal (pistes de fibre) à travers différentes couleurs.

De plus, il est possible d’étudier la Spectroscopie (S) par RM qui permet de mettre en évidence des métabolites présents dans un endroit bien déterminé. Par exemple, la figure ci-dessous montre un spectre de la présence de plusieurs métabolites dans du blanc de poulet.

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Figure 4 : SRM in vivo dans la poitrine de poulet. Sur le spectre, nous pouvons voir trois métabolites distincts (de gauche à droite) tels que la choline, la créatine et le citrate.

Exemple d'imagerie chirurgicale: imagerie du cartilage du genou

La régénération fonctionnelle du cartilage articulaire reste difficile et il est essentiel de restaurer les défauts ostéochondraux focaux et de prévenir une arthrose secondaire (Nanomedecine: Nanotechnology, Biology, and Medecine, Octobre 2020). En combinant des cellules souches autologues avec un dispositif médical thérapeutique, il a été possible de développer un implant à deux compartiments qui pourrait favoriser à la fois la régénération du cartilage articulaire et de l'os sous-chondral.

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Figure 5 : IRM sur le genou de la brebis; (A) montrant un défaut de cartilage dans le genou de la brebis (voir flèche blanche) en comparaison avec (B) un cartilage normal.

Imagerie de la vascularisation pour le calcul du débit sanguin

L'IRM peut être utilisée pour calculer le débit sanguin, comme le montre l'étude ci-après (Hepatobiliary & Pancreatic Diseases International, 2018).

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Figure 6 : Calcul du débit sanguin. (A) Imagerie de contraste de phase, le point noir indique une coupe transversale du vaisseau sanguin d'intérêt; (B) image de magnitude de la même section transversale qu'en A; (C) combinaison d'image de phase et de magnitude dans le vaisseau afin d'en calculer le débit sanguin.

Imagerie ovarienne in-vivo

Dans les ovaires de mammifères, les couches thèques des follicules en croissance sont essentielles pour maintenir leur intégrité structurelle et soutenir la synthèse androgénique. En combinant le suivi postnatal des ovaires par imagerie par résonance magnétique abdominale, le profilage endocrinien, l’analyse hormonale du liquide folliculaire des follicules en croissance et l’analyse transcriptomique des cellules thécales de follicules, il a été montré que l'exposition des fœtus ovins à un excès de testostérone active la croissance folliculaire postnatale et affecte fortement les fonctions de la thèque folliculaire à l'âge adulte (Cellular and Molecular Life Sciences, 2020).

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Figure 7 : pelvis de brebis, les ovaires sont entourés en rouge, les follicules correspondent aux points blancs à l’intérieur des ovaires.

Imagerie ovarienne ex-vivo

Le projet IMAGO propose d’utiliser, dans un même temps, trois modalités d’imagerie ex-vivo : l'Imagerie par résonance magnétique (IRM), l'imagerie optique (IO) et l'imagerie moléculaire par spectrométrie de masse (IMS) afin d’analyser l’ovaire de brebis et d’avoir une visualisation de la distribution de différents lipides dans son intégralité, en 3D.

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Figure 8 : Ovaire par IRM et MSI. (A) technique de rendu de volume IRM 3D; (B) vue en coupe 2D de la segmentation des follicules; (C) technique de rendu volumique 3D des follicules segmentés; (D) Coupe MSI 2D des follicules.

Imagerie de cervix de brebis ex-vivo

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Figure 9 : IRM du col de l'utérus (cervix) de brebis. (A) technique de rendu volumique IRM 3D; (B) technique de rendu volumique 3D de la lumière segmentée (en rouge); (C) coupes histologiques; (D) une reconstruction en 3D.

Imagerie de poumon ex-vivo

La tuberculose bovine causée par le Mycobacterium bovis reste l'une des maladies animales les plus importantes dans le monde, et elle tue au moins 12 500 personnes par an. En Europe, la prévalence de la tuberculose peut être très élevée chez le bétail (comme au Royaume-Uni et en Irlande) et augmente dans certaines zones locales de France, Espagne et Portugal, avec un impact financier, social et environnemental important. L'éradication de la tuberculose chez les bovins est urgente. La faune sauvage joue souvent un rôle de réservoir pour la tuberculose, et le développement de vaccins vétérinaires oraux est un effort international visant à réduire de manière durable les risques à long terme de transmission aux bovins. Cet objectif nécessite d'étudier par imagerie les processus pathologiques afin de tester et de mesurer le plus efficacement possible l'efficacité protectrice des vaccins.

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Figure 10 : IRM de poumons de blaireau atteint de tuberculose bovine dans le lobe médian droit (zone colorée en rouge).

Notez que cette liste n'est en aucun cas exhaustive. L'utilisation de la technologie IRM est en constante expansion dans sa portée et son utilisation.