Introduction : Le besoin croissant de quantification non invasive des graisses du foie

La prévalence de la maladie du foie gras non alcoolique (NAFLD) a augmenté de façon spectaculaire dans le monde entier, parallèlement aux épidémies mondiales d'obésité et de diabète de type 2. La NAFLD affecte environ 25 % de la population adulte, et sa forme plus agressive, la stéato-hépatite non alcoolique (NASH), peut progresser vers la cirrhose, l'insuffisance hépatique et le carcinome hépatocellulaire.

Cependant, la biopsie est invasive, coûteuse et associée à de graves complications, comme le saignement, l'infection et l'erreur d'échantillonnage, due à la distribution hétérogène de graisses.Ces limites ont conduit à une recherche intensive de solutions de rechange fiables, reproductibles et non invasives. Au cours de la dernière décennie, des progrès substantiels dans les technologies d'imagerie, l'analyse computationnelle et les biomarqueurs moléculaires ont commencé à transformer la pratique clinique.

Techniques d'imagerie

Les modalités d'imagerie restent la pierre angulaire de l'évaluation non invasive des graisses du foie. Elles offrent la possibilité de visualiser l'ensemble du foie, de quantifier objectivement la teneur en graisses et, dans certains cas, d'évaluer simultanément la fibrose.

Imagerie par résonance magnétique et fraction de graisse de densité de proton (PDFF)

La méthode de mesure de la fraction adipeuse de Proton (PDFF) basée sur l'IRM est largement considérée comme la méthode la plus précise et non invasive pour quantifier la graisse du foie. La méthode PDFF mesure la proportion de protons mobiles des triglycérides par rapport aux protons totaux d'eau et de graisse, ce qui donne une échelle continue de 0 % à 100 %. Cette technique exploite la différence de fréquences de résonance entre les groupes d'eau et de méthylène dans les triglycérides.

Une méta-analyse a révélé que les valeurs de PDFF distinguent de façon fiable les grades de stéatose 0-3, ce qui en fait un excellent outil pour le diagnostic initial et la surveillance longitudinale. De plus, PDFF n'exige pas de contraste intraveineux, et les protocoles d'acquisition modernes peuvent être complétés dans un seul souffle. Cependant, l'IRM demeure coûteuse, nécessite du matériel spécialisé et une expertise et n'est pas universellement disponible. Claustrophobie et implants incompatibles limitent également la candidature des patients.

Techniques basées sur les ultrasons : Paramètre d'évaluation contrôlé (CAP)

L'ultrason est largement disponible, portable et peu coûteux, ce qui en fait un outil de dépistage attrayant. Le Paramètre d'Atténuation Contrôlée (CAP) est une application spécifique mise en œuvre sur le dispositif FibroScan (Echosens). Le CAP mesure le degré d'atténuation du signal ultrasonore à la suite de son passage à une fréquence de 3,5 MHz dans le tissu hépatique.

Une méta-analyse individuelle récente des données sur les patients (n > 3 500) a établi des seuils optimaux de CAP pour chaque grade de stéatose : 248 dB/m pour ≥S1, 268 dB/m pour ≥S2, et 280 dB/m pour ≥S3. Les avantages de la CAP comprennent un court temps d'examen (<10 minutes), des résultats immédiats et l'indépendance de l'opérateur. Cependant, la performance de la CAP est influencée par l'indice de masse corporelle (IMC), la distance de la capsule de peau à l'accouchement et la fibrose sous-jacente. La sensibilité est plus faible chez les patients obèses et chez ceux qui ont des ascites. Bien que moins précise que l'IRM-PDFF, la CAP demeure un test de dépistage pratique de première ligne, surtout lorsqu'elle est combinée à une élastographie transitoire pour l'évaluation simultanée de la fibrose.

Tomographie calculée (CT)

Les gouttelettes de graisse réduisent la densité tissulaire, donc l'atténuation hépatique moyenne est plus faible que la stéatose. Une valeur d'atténuation inférieure à 40 HU ou un rapport foie-spléine inférieure à 1,0 est souvent utilisée pour diagnostiquer au moins une stéatose modérée. Le CT est largement disponible, rapide et reproductible, et il peut être effectué de façon accessoire dans le cadre de l'imagerie abdominale pour d'autres indications.

Néanmoins, le TC a des limites importantes. Sa sensibilité à la stéatose légère est faible – la détection devient fiable seulement lorsque la teneur en gras dépasse 20 à 30%. De plus, l'exposition aux rayonnements ionisants rend le TC inadapté à une surveillance répétée, en particulier chez les patients plus jeunes.

Technologies émergentes

Les progrès récents vont au-delà de l'imagerie classique, en introduisant de nouveaux principes physiques et des approches fondées sur les données qui promettent d'améliorer l'exactitude, l'accessibilité et l'accessibilité de la quantification des graisses hépatiques.

Techniques d'élastographie pour l'évaluation combinée des graisses et des fibroses

L'élastographie mesure la rigidité tissulaire, qui est en corrélation avec le stade de la fibrose. Bien que la rigidité soit influencée principalement par la fibrose, les données émergentes suggèrent que la stéatose sévère peut également affecter les valeurs de rigidité. L'élastographie à ondes de cisaillement bidimensionnelles (2D-SWE) et l'élastographie à ondes de cisaillement pointu (p-SWE) sont des techniques à base d'ultrasons intégrées dans les scanners conventionnels. Elles génèrent des impulsions de force de rayonnement acoustique et suivent la vitesse de cisaillement qui en résulte.

La recherche montre que PDFF plus MRE peut identifier les patients NASH avec une grande spécificité, réduisant ainsi le besoin de biopsie dans les essais cliniques. Les efforts en cours visent à normaliser les protocoles d'élastographie et à améliorer les performances dans les populations obèses.

Intelligence artificielle et apprentissage automatique

L'intelligence artificielle (IA) révolutionne l'analyse d'image médicale, et la quantification des graisses hépatiques ne fait pas exception. Les modèles d'apprentissage profond, en particulier les réseaux neuronaux convolutionnels (CNN), peuvent automatiquement segmenter la région hépatique, corriger les artefacts de mouvement, et calculer des cartes PDFF ou d'atténuation avec vitesse et cohérence dépassant les méthodes manuelles.

Au-delà du traitement d'images, les algorithmes d'apprentissage automatique peuvent intégrer de multiples modalités – imagerie, données de laboratoire et données démographiques – pour générer des cotes de risque personnalisées pour la stéatose et la fibrose. Par exemple, l'indice du foie gras (FLI) et la note du foie NAFLD sont des outils cliniques simples, mais les modèles améliorés par l'IA qui intègrent des caractéristiques radiomiques de CT ou d'IRM ont montré des performances prédictives supérieures.

Spectroscopie de résonance magnétique (SMR)

La spectroscopie par résonance magnétique à protons mono-voxel (1H-MRS) mesure directement les pics de résonance des protons d'eau et de graisse, ce qui fournit une quantification absolue de la teneur en triglycérides hépatiques. La SRM est depuis longtemps considérée comme la norme de référence non invasive, encore plus que l'IRM-PDFF, car elle ne repose pas sur des hypothèses de modélisation spectrale des graisses.

Malgré sa précision, le SRM n'est pas largement adopté dans la pratique clinique courante. L'acquisition nécessite des respirateurs, des post-traitements spécialisés et des temps de balayage relativement longs (10-15 minutes). Le placement de Voxel peut échantillonner seulement une petite partie du foie, risquant une erreur d'échantillonnage semblable à la biopsie. De plus, le SRM est moins disponible que l'IRM-PDFF, qui utilise des séquences de pouls plus simples et plus rapides.

Spectroscopie optique et réflexion diffuse

Les techniques optiques exploitent l'interaction de la lumière avec les tissus. La spectroscopie de réflectance diffuse (DRS) et la spectroscopie à infrarouge proche (NIRS) mesurent la diffusion et l'absorption de la lumière pour évaluer la composition des tissus. La graisse a un spectre d'absorption distinct dans la gamme à infrarouge proche.

Une autre direction prometteuse est l'imagerie photoacoustique, qui combine excitation laser et détection par ultrasons. Les régions riches en lipides génèrent un signal photoacoustique fort à des longueurs d'onde spécifiques. Des études précliniques ont démontré la faisabilité de la cartographie des graisses hépatiques résolues en profondeur, mais les tests humains sont limités.

Biomarqueurs de sérum et biopsie liquide

Les biomarqueurs sériques ne sont pas des techniques d'imagerie, mais ils complètent l'imagerie dans la quantification non invasive des graisses du foie. Des panneaux tels que le score de fibrose de la NAFLD, le test FIB-4 et le test de fibrose hépatique améliorée (ELF) sont utilisés pour prédire la fibrose, et non la stéatose directement. Cependant, les nouveaux biomarqueurs ciblent spécifiquement la stéatose. Par exemple, les fragments de cytokératine sérique-18 (CK-18) reflètent l'apoptose hépatocytes et sont corrélés avec la sévérité de la NASH, mais ne montrent qu'une précision modeste pour la qualité de la stéatose.

Les progrès récents dans la biopsie liquide, soit la quantification des profils de méthylation de l'ADN sans cellules ou des profils lipidiques, offrent un espoir de détection de la stéatose sensible, spécifique et peu coûteuse. Un panneau lipidique mesurant 10 espèces de lipides plasmatiques a récemment été montré pour diagnostiquer la stéatose avec une ASC > 0,90 dans une cohorte de validation.

Incidences cliniques et orientations futures

L'intégration de ces techniques émergentes peut remodeler la gestion de la NAFLD et de la NASH. La quantification précise non invasive permet de détecter rapidement les populations à risque (p. ex. diabète de type 2 et syndrome métabolique), de stratifier les risques de progression vers la NASH ou la fibrose et de surveiller l'efficacité thérapeutique dans les essais cliniques et les soins de routine. L'industrie pharmaceutique compte de plus en plus sur l'IRM-PDFF comme critère principal dans les essais de phase 2b et de phase 3, étant donné sa réactivité aux interventions en quelques mois.

Le CAP et l'élastographie par ultrasons sont déjà largement disponibles et sont recommandés par les grandes lignes de pratique (p. ex., AASLD, EASL) pour le dépistage des personnes à haut risque. Cependant, les techniques basées sur l'IRM sont souvent réservées aux cas où l'échographie n'est pas concluante ou lorsque la quantification précise est nécessaire pour la recherche.

Une autre frontière est l'IRM multiparamétrique, qui combine PDFF, MRE et biomarqueurs d'inflammation (p. ex., la cartographie T1 corrigée par le fer) pour générer un score complet de santé du foie. Les données préliminaires montrent que ces scores peuvent distinguer la stéatose simple de NASH avec une grande précision, évitant potentiellement la nécessité de la biopsie.

De plus, l'influence d'autres caractéristiques histologiques (fibrose, inflammation, ballonnement) sur les signaux de quantification des graisses nécessite un désempilement attentif. Des études longitudinales comparant des marqueurs non invasifs à des biopsies sérielles avec une histologie couplée sont nécessaires pour établir des paramètres de substitution complets pour la résolution de NASH.

Conclusion

La quantification non invasive des graisses hépatiques passe rapidement d'une aspiration à une réalité clinique. L'IRM-PDFF est la norme de référence non invasive actuelle, tandis que le CAP à base d'ultrasons offre un outil pragmatique pour un dépistage généralisé.Les technologies émergentes, y compris l'élastographie par ondes de cisaillement, l'intelligence artificielle, la spectroscopie optique et les biomarqueurs sériques avancés, comblent les lacunes restantes en matière de précision, d'accessibilité et de coûts.

Ressources extérieures