# Les principes de la médecine nucléaire appliqués aux cardiomyopathies inflammatoires

## Bases de la cardiologie nucléaire dans le domaine de l’inflammation

Si la médecine nucléaire s’est largement imposée en cardiologie dans l’exploration de la perfusion myocardique, elle occupe une place croissante dans l’évaluation des pathologies inflammatoires, grâce à ses capacités à détecter et quantifier l’inflammation myocardique de manière non invasive. La médecine nucléaire est l’une des pierres angulaires de l’imagerie moléculaire qui consiste à visualiser un processus biologique au niveau cellulaire et tissulaire (Fig. 2
                        ). Le principe des techniques de médecine nucléaire repose sur l’utilisation de radiotraceurs capables de se fixer spécifiquement sur certaines cibles biologiques. Dans le domaine de l’inflammation, le radiotraceur le plus disponible et éprouvé est le fluorodésoxyglucose marqué au Fluor 18 (18F-FDG), un analogue du glucose utilisé en TEP. Ce dernier s’accumule dans les tissus présentant un métabolisme élevé, comme dans l’inflammation, permettant l’imagerie de l’infiltrat macrophagique focal ou diffus.

## Intérêt de la TEP au 18F-FDG en complément de l’IRM cardiaque

La différenciation entre inflammation active et fibrose cicatricielle est un point crucial dans la gestion des cardiomyopathies inflammatoires : elle permet de déterminer si l’inflammation est active, justifiant potentiellement d’un traitement ciblé ou si la maladie est à la phase séquellaire de fibrose, nécessitant une approche différente, axée sur la prévention du remodelage ventriculaire et des complications, telles que les arythmies malignes ou l’insuffisance cardiaque.

L’IRM cardiaque, grâce à ses capacités de caractérisation tissulaire, est l’examen de référence pour l’exploration du myocarde. Les séquences dites de rehaussement tardif permettent de visualiser les zones d’augmentation de l’espace interstitiel où stagne le gadolinium dont la sémiologie radiologique typiquement sous-épicardique oriente vers une étiologie inflammatoire. Pourtant, le rehaussement tardif ne permet pas de faire la différence entre la fibrose de la phase cicatricielle et séquellaire, de l’œdème de la phase aiguë et active qui nécessite le recours à des séquences pondérées T2 marquant spécifiquement l’œdème après annulation du signal de la graisse. Le manque de spécificité de l’imagerie de l’œdème dans l’exploration de l’inflammation, et le ratio signal sur bruit souvent insuffisant des séquences pondérées T2 limitent les performances de l’IRM dans l’exploration de la phase active de l’inflammation. La TEP au 18F-FDG grâce à sa capacité à cibler l’inflammation au niveau cellulaire, apporte une information supplémentaire essentielle et augmente la sensibilité pour la détection de l’inflammation active. Elle permet également de monitorer l’évolution naturelle ou sous traitement de l’inflammation myocardique et de guider les décisions thérapeutiques, comme l’intensification ou l’arrêt du traitement. La TEP au 18F-FDG offre par ailleurs l’avantage d’une exploration corps entier qui permet de réaliser dans le même temps le bilan d’extension du processus inflammatoire.

## Limites de la TEP au 18F-FDG dans l’exploration de l’inflammation myocardique

Le glucose étant un substrat métabolique physiologique du myocarde, la TEP au 18F-FDG est normalement utilisée en pratique clinique pour explorer la viabilité myocardique. De façon à supprimer la fixation myocardique physiologique du 18F-FDG et augmenter la spécificité de l’examen, une préparation est nécessaire pour réorienter le métabolisme myocardique d’une consommation de glucose vers une consommation d’acides gras en appliquant un régime hypoglucidique – hyperprotidique la veille de l’examen, suivi d’un jeûne prolongé complété par l’administration d’héparine avant l’injection du radiotraceur [2]. Cette contrainte, dont l’efficacité est incertaine, ne garantissant pas toujours une suppression complète de la captation myocardique, particulièrement chez les patients diabétiques, limite l’utilisation de la TEP au 18F-FDG dans l’exploration des myocardites diffuses et la cantonne essentiellement aux suspicions d’inflammation focales, comme c’est le cas dans le granulome inflammatoire de la sarcoïdose.

# Applications cliniques de la médecine nucléaire dans les cardiomyopathies inflammatoires

## Diagnostic de la sarcoïdose cardiaque

Le faible rendement des biopsies endomyocardiques pour mettre en évidence les granulomes inflammatoires du myocarde fait de l’imagerie cardiaque non invasive un outil essentiel dans le diagnostic et le suivi de la sarcoïdose cardiaque. L’IRM cardiaque reste l’examen de référence pour l’exploration du myocarde, mais comme discuté plus haut, elle peut être mise en défaut pour différencier les lésions actives des lésions cicatricielles de la sarcoïdose cardiaque. En cas de suspicion de sarcoïdose cardiaque, la présence d’une fixation focale ou en patch du 18F-FDG en TEP, après préparation spécifique du patient, permet de diagnostiquer une atteinte myocardique active en présence d’une preuve histologique extracardiaque (Fig. 3
                        ) et de surveiller l’inflammation au sein des granulomes [3]. Une méta-analyse sur 7 études permettant une analyse sur 164 patients dont la plupart avaient été diagnostiqués avec une sarcoïdose systémique donne à la TEP au 18F-FDG une sensibilité de 89 % (intervalle de confiance à 95 %, 79–96 %), une spécificité de 78 % (intervalle de confiance à 95 %, 68–86 %) et une aire sous la courbe ROC de 93 % pour le diagnostic de sarcoïdose cardiaque [4].

Par ailleurs, dans la sarcoïdose, le granulome inflammatoire libère des médiateurs inflammatoires vasoconstricteurs qui vont être à l’origine de défects de perfusion myocardique. Ainsi, en cas de contre-indication ou d’impossibilité de réaliser une IRM cardiaque, l’utilisation de traceurs de perfusion myocardique (qu’il s’agisse de scintigraphie conventionnelle ou de TEP) permet de mettre en évidence des défects de perfusion discordants avec la fixation du 18F-FDG en TEP et signant le caractère actif du granulome [5]. L’absence ou la disparition la fixation du 18F-FDG avec la persistance d’un défect de perfusion oriente vers un granulome cicatriciel [5].

La TEP au 18F-FDG permet également d’identifier la présence de foyers inflammatoires extracardiaques tels que les poumons ou les chaînes ganglionnaires médiastinales (Fig. 4
                        ), qui pourront guider une biopsie extracardiaque pour un diagnostic étiologique et permettre la prise en charge systémique de la maladie.

## Suivi thérapeutique de la sarcoïdose cardiaque

La détection des changements d’activité métabolique au sein du myocarde fait de la TEP au 18F-FDG un outil précieux pour le suivi thérapeutique de la sarcoïdose cardiaque en permettant d’évaluer la réduction de l’inflammation sous traitement immunosuppresseur et d’en ajuster la durée et l’intensité. Ainsi, la réduction progressive de la captation myocardique du 18F-FDG est un indicateur de réponse favorable au traitement et d’évolution vers la rémission (Fig. 5
                        ). De même, après un traitement prolongé, la présence d’une inflammation résiduelle en TEP au 18F-FDG justifie la poursuite du traitement immunosuppresseur ou un changement de stratégie thérapeutique.

En cas de contre-indication ou d’impossibilité de réaliser une IRM cardiaque, l’absence ou la disparition la fixation du 18F-FDG en présence de la persistance de défects en imagerie de perfusion orientent vers un granulome cicatriciel [5].

## Stratification pronostique de la sarcoïdose cardiaque

Outre le diagnostic et le suivi, la TEP au 18F-FDG, couplée ou non à une imagerie de perfusion myocardique, apporte des éléments pronostiques précieux dans la gestion des sarcoïdoses cardiaques. La présence d’une fixation myocardique du 18F-FDG ainsi que celle d’un défect de perfusion myocardique sont associées à une augmentation du risque d’arythmie maligne [6]. De même, l’étendue de la captation myocardique du 18F-FDG, notamment au niveau du ventricule droit est corrélée à la sévérité de l’atteinte cardiaque et associée à une augmentation du risque rythmique. La prévention de la mort subite est un enjeu majeur dans la sarcoïdose cardiaque. La stratification du risque rythmique par l’utilisation les techniques de médecine nucléaire, qu’il s’agisse de l’exploration du métabolisme inflammatoire en 18F-FDG ou de défect de perfusion permet de guider la stratégie de prévention telle que l’implantation d’un défibrillateur automatique chez les patients à haut risque.

## Diagnostic et suivi des autres cardiomyopathies inflammatoires

Bien que la TEP au 18F-FDG ait été utilisée pour l’exploration d’autres cardiomyopathies inflammatoires telles que les cardiomyopathies associées au lupus érythémateux disséminé [7] ou à la sclérodermie systémique [8], son utilisation en routine clinique reste limitée du fait du caractère souvent diffus de l’inflammation associée à ces cardiomyopathies, ne permettant pas de faire la différence entre une origine inflammatoire ou une fixation myocardique physiologique résultant d’une défaut de préparation [2]. Cependant, chez ces patients, l’absence de fixation myocardique du 18F-FDG est un argument pour exclure une inflammation myocardique active, et l’examen peut s’avérer utile en cas de contre-indication ou d’impossibilité de réaliser une IRM cardiaque [9].

# Limites et perspectives de la médecine nucléaire dans les cardiomyopathies inflammatoires

## Limites actuelles des techniques de médecine nucléaire

Malgré une amélioration de l’accessibilité, notamment au regard de la plus-value que peuvent apporter les examens, les techniques de médecine nucléaire, et particulièrement la TEP, sont confrontées à une limitation de disponibilité des équipements, tant par défaut d’autorisations que par croissance des indications. Par ailleurs, la logistique nécessaire à la réalisation d’une activité de médecine nucléaire participe à un coût d’examen supérieur aux techniques d’imagerie conventionnelle qui limite leur intégration systématique dans le parcours de soin.

## Nouvelles approches et perspectives

La médecine nucléaire connaît une forte dynamique dans le développement de radiotraceurs plus spécifiques des cibles inflammatoires. C’est le cas notamment de traceurs tels que le [DOTA, Tyr3]-octréotate (DOTATATE) marqué au Gallium 68, récepteur à la somatostatine qui permettrait d’identifier les macrophages pro-inflammatoires, ou encore le Fibroblast Activation Protein Inhibitor (FAPI) marqué au Gallium 68, traceur de l’activité fibroblastique, dont certaines données suggèrent une potentielle utilité dans l’exploration de cardiomyopathies inflammatoires telles que les myocardites aux immunosuppresseurs [10]. Ces nouveaux traceurs, lourds à développer, pourraient cependant permettre d’offrir une meilleure performance dans le diagnostic et l’évaluation pronostique de l’inflammation myocardique.

L’avènement de l’imagerie hybride au travers du couplage des modalités d’imagerie offrent également de nombreuses perspectives. Si l’ensemble des modalités de médecine nucléaires sont aujourd’hui couplées à une imagerie de coupe par tomodensitométrie permettant de rapprocher informations métaboliques et anatomiques, le couplage à l’IRM permettrait une approche holistique qui trouverait particulièrement sa place dans le diagnostic et le suivi des cardiomyopathies inflammatoires complexes, où une évaluation précise de l’étendue de l’inflammation et de la fibrose est essentielle.

# Conclusion

La médecine nucléaire, et notamment la TEP au 18F-FDG, est un outil puissant dans l’exploration de l’inflammation myocardique. Cependant, la fixation physiologique du 18F-FDG par le myocarde en limite son utilisation aux formes focales d’inflammation myocardique telles que la sarcoïdose où elle permet la distinction entre la phase inflammatoire et la phase séquellaire fibrosante, en complément de l’IRM.

La preuve de concept et la validation clinique de cet outil d’imagerie moléculaire expliquent l’importante effervescence autour du développement de nouveaux traceurs et d’imagerie hybride pour l’exploration des cardiomyopathies au sens large et inflammatoires en particulier. Le développement en parallèle des outils d’intelligence artificielle appliqués au traitement et à l’analyse des images, ainsi que la mise en place d’essais cliniques pour la validation de ces outils diagnostiques font de la médecine nucléaire un outil de plus en plus incontournable de l’imagerie cardiaque.

# À retenir

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                           L’application clinique des outils de médecine nucléaire pour l’exploration des cardiomyopathies inflammatoires se résume essentiellement à la tomographie par émission de position au fluorodésoxyglucose marqué au Fluor 18 (18F-FDG).
                        
                        
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                           La TEP au 18F-FDG permet de marquer l’inflammation active au sein du myocarde mais se heurte à la limite d’une fixation myocardique physiologique qui nécessite une préparation stricte du patient en amont de l’examen.
                        
                        
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                           La fixation physiologique du 18F-FDG par le myocarde limite les indications de la TEP au 18F-FDG aux inflammations focales telles que rencontrées dans les granulomes inflammatoires de la sarcoïdose cardiaque.
                        
                        
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                           La TEP au 18F-FDG est un outil incontournable dans l’évaluation diagnostique, pronostique et dans le suivi des sarcoïdoses cardiaques.
                        
                     
                     
                        
                           
                              En pratique
                           
                           
                              
                                 La TEP au 18F-FDG permet de marquer l’inflammation active au sein du myocarde mais nécessite une préparation stricte du patient du fait d’une fixation myocardique physiologique.

# Déclaration de liens d’intérêts:

L’auteur déclare être consultant et intervenant pour Alnylam, Amicus therapeutics, Pfizer, consultant pour AstraZeneca, intervenant pour BMS et Siemens healthiners.