Unraveling the mechanism of brain injury in asphyxiated newborns treated with hypothermia

Birth asphyxia is one of the major cause of mortality and morbidity of newborns worldwide. Therapeutic hypothermia is the current treatment in term asphyxiated newborns in order to try preventing the development of brain injury. Induced hypothermia is believed to work by decreasing brain temperature and thus reducing baseline brain's metabolism and energy demand. Despite this treatment, some of the asphyxiated newborns still develop brain injury. The purpose of this thesis was to monitor the brain and its development in the asphyxiated term newborns treated with hypothermia, during the first month of life. To aim this goal, multi-modal magnetic resonance imaging (MRI) is used: (I) brain temperature is noninvasively estimated in different time points during the first month of life using MR-spectroscopy, (II) the pattern of brain injury in the corpus callosum (CC) is studied using diffusion tensor imaging. In 42 patients who were enrolled for brain thermometry, it could be interpreted from the results that therapeutic hypothermia using current guidelines decreases brain temperature, but does not prevent an increase of brain temperature in asphyxiated newborns who develop brain injury. However, using diffusion tesnsor imaging (DTI) to investigate the pattern of brain injury in the corpus callosum, the results showed that this pattern would not be the same among all the newborns who develop brain injury and it depends on the type of injury (i.e. watershed area, basal ganglia or near-total brain injury) that they develop. In case of corpus callosum, newborns who develop watershed or near-total brain injury had significantly different ADC and FA values during the first month of life, compared to newborns with no brain injury and aslo with the control group.This research permit a better understanding of the mechanism of brain injury in newborns who suffer from birth asphyxia and who are treated with hypothermia. Furhter studies are required to better understand the imapct of injury on normal brain development in these newborns.Asphyxie à la naissance est l'une des principales causes de mortalité et de morbidité des nouveau-nés dans le monde entier. L'hypothermie thérapeutique est le traitement actuel en termes de nouveau-nés asphyxiées afin d'essayer de prévenir le développement d'une lésion cérébrale. Une hypothermie induite est estimé à travailler en diminuant la température du cerveau et donc de réduire le métabolisme et de l'énergie à la demande de cerveau de référence. Malgré ce traitement, certains des nouveau-nés asphyxiés développent encore des lésions cérébrales. Le but de cette thèse était de surveiller le cerveau et son développement dans les nouveau-nés à terme asphyxiées traités par hypothermie, au cours du premier mois de vie. Pour viser cet objectif, l'imagerie par résonance magnétique multi-modal (IRM) est utilisée: (I) la température du cerveau est non-invasivement estimée à différents moments au cours du premier mois de la vie en utilisant MR-spectroscopie, (II) le modèle de lésion cérébrale dans le corps calleux (CC) est étudié en utilisant l'imagerie du tenseur de diffusion. Dans 42 patients qui étaient inscrits pour le cerveau thermométrie, il pourrait être interprété à partir des résultats, que l'hypothermie thérapeutique utilisant les lignes directrices actuelles diminue la température du cerveau, mais n'empêche pas l'augmentation de la température du cerveau chez les nouveau-nés asphyxiées qui développent des lésions cérébrales. Cependant, en utilisant l'imagerie du tenseur de diffusion (DTI) pour mieux comprendre le modèle de lésion cérébrale dans le corps calleux, les résultats ont montré que ce modèle ne serait pas la même chez tous les nouveau-nés qui développent des lésions cérébrales et il dépend du type de blessure (i.e. bassin versant, le ganglion basal ou une lésion cérébrale quasi-totale) qu'ils développent. Dans le cas du corps calleux, les nouveau-nés qui développent des bassins versants ou de lésion cérébrale presque totale avaient des valeurs d'ADC et de FA significativement différentes au cours du premier mois de vie par rapport aux nouveau-nés sans lésion cérébrale, et en plus, avec le groupe de contrôle.Cette recherche permet une meilleure compréhension du mécanisme des lésions cérébrales chez les nouveau-nés qui souffrent d'asphyxie à la naissance et qui sont traités avec une hypothermie. Plus d'études sont nécessaires pour mieux comprendre l'impact de blessure sur le développement normal du cerveau chez ces nouveau-nés