Synopsis de la thèse

Caractérisation clinique et corrélats neuronaux anatomo-fonctionnels des co-contractions spastiques du membre supérieur après un accident vasculaire cérébral.

Directeurs de thèse : David Gasq (MD-PhD) et Isabelle Loubinoux (PhD)

Le déficit d’extension active du coude, souvent présenté par les patients hémiplégiques, impacte directement les capacités de préhension en altérant la phase d’approche. Il est lié à la parésie des muscles agonistes et à l’hypertonie spastique des muscles antagonistes fléchisseurs, et notamment à la co-contraction spastique (CCS). Cette dernière correspond à un renforcement de la co-activation des muscles antagonistes présente de manière physiologique au cours du mouvement volontaire. Les cibles du traitement de l’hypertonie spastique par injection de toxine botulinique sont souvent déterminées par l’évaluation de la spasticité, alors qu’une étude pilote publiée en 2019 a montré que la limitation fonctionnelle des capacités de préhension est favorisée par l’existence de CCS, plutôt que par l’importance de la spasticité (Chalard et al. 2019).

L’évaluation des CCS semble donc être un paramètre de choix pour déterminer les muscles à cibler lors des injections de toxine botulinique ayant un objectif d’amélioration de la préhension, mais cette évaluation n’est pour le moment pas standardisée. Des travaux expérimentaux d’analyse du mouvement du membre supérieur après un AVC montrent une association entre la présence de CCS d’une part, et la diminution de l’amplitude de mouvement actif et l’altération de la fluidité du mouvement d’autre part (Chalard et al. 2019; van der Krogt et al. 2020). Seule une étude (Gracies et al. 2015) a proposé un outil clinique d’évaluation des CCS par quantification visuelle de la limitation de l’amplitude du mouvement actif lors de répétitions du mouvement réalisé à vitesse maximale pendant 15 secondes, et cet outil n’a pas été validé contre critère instrumental. Les modalités d’évaluation instrumentales proposées dans la littérature sont très hétérogènes, comme le confirme notre revue systématique de littérature en cours, ce qui soulève la question de l’étalon instrumental à utiliser pour pouvoir valider un outil clinique fiable et reproductible. Parmi les éléments à préciser, nous souhaiterions étudier 1) l’influence de la vitesse de réalisation du mouvement (maximale ou spontanée) dans la mesure où les autres composantes de l’hypertonie spastique sont vitesse-dépendantes, 2) l’influence de la normalisation de la CCS par rapport à la force développée lors du mouvement, et 3) l’influence de la prise en compte des composantes de résistance passives à l’extension qui sont susceptibles de contribuer à la limitation du mouvement.

Sur le plan anatomo-fonctionnel, aucune étude ne s’est intéressée aux structures cérébrales impliquées dans la genèse des CCS. Quelques études rétrospectives ont mis en évidence une corrélation entre l’importance de la spasticité et d’une part la taille de l’AVC (Cheung et al. 2016), et d’autre part certaines localisations de lésions cérébrales : l’insula, le thalamus, les ganglions de la base, les capsules interne ou externe, la corona radiata, le faisceau longitudinal supérieur (Picelli et al. 2014). Selon certains auteurs, la spasticité serait davantage liée à des mécanismes spinaux, tandis que les CCS, qui surviennent lors du mouvement volontaire, seraient sous la dépendance d’un contrôle spinal mais surtout supra-spinal, ce qui laisse suspecter des localisations cérébrales différentes. En IRM fonctionnelle, quelques études ont montré que la récupération motrice était négativement corrélée au degré d’atteinte du tractus cortico-spinal et des faisceaux spino-cérebelleux (Schulz et al. 2015; 2015; Cheung et al. 2016) et que l’importance des synergies était corrélée au degré d’atteinte des voies motrices médiales (faisceaux rubrospinal et reticulospinal) (Owen, Ingo, et Dewald 2017). Nous avons prévu de rechercher les corrélats neuronaux anatomo-fonctionnels de la CCS, en étudiant les corrélations entre l’importance des CCS et d’une part la localisation de l’AVC par IRM anatomique, et d’autre part l’intégrité du tractus cortico-spinal, des faisceaux cortico-cérébelleux et des voies motrices médiales par imagerie par tenseur de diffusion.

Pour ces travaux, nous exploiterons les données instrumentales et cliniques enregistrées au cours des protocoles ULISCC-Stroke (« Etude des cocontractions spastiques et limitation des mouvements actifs du membre supérieur avant et après injection de toxine botulique en soin courant chez des patients post-AVC » ; N° RCB 2017-A01616-47 ; Promoteur : CHU de Toulouse ; Investigateur principal : Dr. David GASQ),et ULAF-Bot (« Effets de la toxine botulique et de la plasticité neuro-musculaire induite sur la facilitation des mouvements du membre supérieur en post-AVC » ; N° EudraCT : 2018-000941-38 ; Promoteur : CHU de Toulouse ; Investigateur principal : Dr. David GASQ).

Références bibliographiques :

• Chalard, Alexandre, David Amarantini, Joseph Tisseyre, Philipe Marque, Jessica Tallet, et David Gasq. 2019. « Spastic Co-Contraction, Rather That Spasticity, Is Associated with Impaired Active Function in Adults with Acquired Brain Injury: A Pilot Study ». Journal of Rehabilitation Medicine 51 (4): 307‑11. https://doi.org/10.2340/16501977-2528.
• Cheung, Daniel K., Seth A. Climans, Sandra E. Black, Fuqiang Gao, Gregory M. Szilagyi, et George Mochizuki. 2016. « Lesion Characteristics of Individuals With Upper Limb Spasticity After Stroke ». Neurorehabilitation and Neural Repair 30 (1): 63‑70. https://doi.org/10.1177/1545968315585357.
• Gracies, Jean-Michel, Allison Brashear, Robert Jech, Peter McAllister, Marta Banach, Peter Valkovic, Heather Walker, et al. 2015. « Safety and Efficacy of AbobotulinumtoxinA for Hemiparesis in Adults with Upper Limb Spasticity after Stroke or Traumatic Brain Injury: A Double-Blind Randomised Controlled Trial ». The Lancet. Neurology 14 (10): 992‑1001. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(15)00216-1.
• Krogt, Hanneke van der, Ingrid Kouwijzer, Asbjørn Klomp, Carel G. M. Meskers, J. Hans Arendzen, et Jurriaan H. de Groot. 2020. « Loss of Selective Wrist Muscle Activation in Post-Stroke Patients ». Disability and Rehabilitation 42 (6): 779‑87. https://doi.org/10.1080/09638288.2018.1509241.
• Owen, Meriel, Carson Ingo, et Julius P. A. Dewald. 2017. « Upper Extremity Motor Impairments and Microstructural Changes in Bulbospinal Pathways in Chronic Hemiparetic Stroke ». Frontiers in Neurology 8: 257. https://doi.org/10.3389/fneur.2017.00257.
• Picelli, Alessandro, Stefano Tamburin, Francesca Gajofatto, Giampietro Zanette, Marialuigia Praitano, Leopold Saltuari, Claudio Corradini, et Nicola Smania. 2014. « Association between Severe Upper Limb Spasticity and Brain Lesion Location in Stroke Patients ». BioMed Research International 2014: 162754. https://doi.org/10.1155/2014/162754.
• Schulz, Robert, Philipp Koch, Maximo Zimerman, Maximilian Wessel, Marlene Bönstrup, Götz Thomalla, Bastian Cheng, Christian Gerloff, et Friedhelm C. Hummel. 2015. « Parietofrontal Motor Pathways and Their Association with Motor Function after Stroke ». Brain: A Journal of Neurology 138 (Pt 7): 1949‑60. https://doi.org/10.1093/brain/awv100.