Construction d'un atlas de la microstructure de la matière blanche de la moelle épinière chez le rat à partir d'acquisitions histologiques

Les maladies neurodégénératives telles que la sclérose en plaques multiple affectent les axones de la matière blanche de la moelle épinière et plus précisément induisent une perte de la gaine de myéline qui entoure les axones. Pour pouvoir quantifier cette perte de myéline, il est nécessaire de réaliser des études histologiques de la matière blanche de la moelle épinière pour connaître, à chaque niveau vertébral, les informations sur la microstructure des différents tractus de la matière blanche telles que le diamètre axonal, la densité axonale, l'épaisseur de la gaine de myéline et le g-ratio (ratio du diamètre interne de la fibre myélinisée sur son diamètre externe). Les objectifs du projet de recherche sont de fournir le premier atlas de la matière blanche chez le rat construit à partir d'images histologiques ex vivo, à haute résolution, acquises le long de toutes les vertèbres et de les mettre en libre accès. Pour réaliser cette cartographie de la matière blanche de la moelle épinière chez le rat, nous avons optimisé les protocoles histologiques de routine de la matière blanche et utilisé une méthode d'acquisition au microscope électronique à balayage automatique pour pouvoir avoir les coupes de moelle complètes. Puis nous avons utilisé un logiciel de segmentation automatique AxonSeg pour avoir accès aux informations de chaque axone (diamètre, densité …) et développé une méthode pour moyenner les cartes histologiques entre chaque coupe histologique de même niveau vertébral et entre chaque rat et extraire ainsi les statistiques de ces cartes moyennées. Les résultats montrent un diamètre axonal moyen au niveau cervical pour les tracts fasciculus cuneatus, fasciculus gracilis, dorsal corticospinal, rubrospinal, réticulospinal, et vestibunal respectivement de 2.12±0.25 μm, 2.12±0.14 μm, 1.46±0.11 μm, 1,92±0.26 μm, 2.01±0.15 μm et 2.43±0.24 μm. Pour le niveau thoracique : 1.99±0.19 μm, 1.89±0.14 μm, 1.48±0.15 μm, 1.98±0.28 μm, 1.98±0.17 μm et 2.37±0.20 μm. Pour le niveau lombaire : 1.89±0.25 μm, 1.99±0.18 μm, 1.48±0.15 μm, 1.66±0.18 μm, 1.88±0.09 μm et 2.15±0.21 μm. Pour le niveau sacral : 1.88±0.29 μm, 1.87±0.20 μm, 1.41±0.07 μm, 1.53±0.15 μm, 1.84±0.10 μm et 2.09±0.22 μm. Ces valeurs sont similaires sur les moitiés droite et à gauche de la matière blanche. Cette étude montre pour la première fois une cartographie ex vivo du diamètre axonal (et d'autres métriques) de la matière blanche de la moelle épinière chez le rat le long des niveaux vertébraux, créant ainsi des opportunités pour des applications dans les maladies affectant la moelle épinière.