LES ANOMALIES DE DÉVELOPPEMENT CORTICAL: CE QUE LE RADIOLOGUE DOIT SAVOIR

1. PED22 LES ANOMALIES DE DÉVELOPPEMENT CORTICAL: CE QUE LE RADIOLOGUE DOIT SAVOIR S. BEN DHIA, N. BOUCHNAK, L. LAHMAR, A. ANDOLSI, L. BEN HSSINE, H. LOUATI, W. DOUIRA, I. BELLAGHA Radiology service, BECHIR HAMZA children’s hospital, Place Bab Saadoun, 1007 Tunis, Tunisia

2. INTRODUCTION Les malformations corticales sont de plus en plus reconnue comme d’importantes cause d’épilepsie, de retard mental et d’autres troubles neurologiques. Elles surviennent au cours des différents stades de l’embryogénèse: différenciation cellulaire, migration neuronale et/ou l’organisation corticale. L’IRM est un outil indispensable dans le diagnostic et la classification de ces malformations.

3. MATERIELS ET METHODES • Les circonstances de découvertes sont: • Des convulsions (n=7) • Un retard mental (n=3) • Une microcéphalie (n=1) • Retard de croissance avec insuffisance surrénalienne (n=1) • Anomalie pubertaire (n=1) Etude rétrospective réalisée au service d’imagerie médicale de l’hôpital d’enfants BECHIR HAMZA à Tunis. 10 cas de malformations corticales ont été colligés sur une période de 2 ans (2010-2011).

4. MATERIELS ET METHODES • Tous les enfants ont bénéficié d’une IRM cérébrale (GE 1.5 T), comportant: • Des séquences en pondération T2 et FLAIR dans les plans axial et coronal • Une séquence 3D en inversion récupération T1 • Certains enfants ont également eu une séquence en pondération T1 avec injection de Gadolinium (n=2).

5. RESULTATS • L’âge moyen au moment du diagnostic est de6 ans(1 mois à 15 ans). • Sexe: 4 filles et 6 garçons (sexe ratio: 3/2) • Les malformations corticales retrouvées sont: • Lissencéphalie (n=4), avec agyrie et pachygyrie. • Hétérotopie nodulaire périventriculaire (n=2) • Polymicrogyrie (n=2) • Schizencéphalie (n=1) • Dysplasie corticale focale (n=3)

6. DISCUSSIONRappel embryologique • 2) La migration cellulaire: le long des prolongements des cellules de la glie radiaire, qui s’étendent de la surface ventriculaire à la périphérie cérébrale. • 3) L’organisation corticale: horizontale et verticale des neurones à l’intérieur du cortex et élaboration des branches axonales et dendritiques. • La formation du cortex se déroule selon un schéma bien précis, qui présente 3 événements fondamentaux: 1)La prolifération neuronale: dès la 7ème semaine de gestation, dans la région périventriculaire.

7. Lorsqu’une malformation comporte des anomalies appartenant à plusieurs de ces étapes, elle est classée parmi le groupe de l’anomalie la plus précoce. Ces étapes ne sont pas cloisonnées dans le temps: la prolifération continue après que la migration ait débuté et la migration se poursuit lorsque commence l’organisation. Elles sont la base de la classification des malformations corticales, proposée par Barkovich en 2001.

8. CLASSIFICATION DES MALFORMATIONS CORTICALES (BARKOVICH ET AL. MODIFIÉE) • Malformation due à une anomalie de la prolifération neuronale et gliale ou de l’apoptose: • a) Diminution de la prolifération/ augmentation de l’apoptose: Microcéphalies: • Microcéphalie avec un cortex normal ou fin. • Microlissencéphalie (microcéphalie extrême avec un cortex fin). • Microcéphalie avec polymicrogyrie/dysplasie corticale. • b) Augmentation de la prolifération/ diminution de l’apoptose (types cellulaires normaux): • Mégalencéphalie • c) Prolifération anormale ( types cellulaires anormaux): • Non tumorale: • Hamartomecortical de la sclérose tubéreuse de Bourneville. • Dysplasie corticale focale avec cellules ballonisées (dysplasie corticale de type II) • Hémimegalencéphalies. • Dysplasie corticale transcérébrale. • 2) Tumorale: • Tumeur neuroépithélialedysembryoplasique (prolifération anormale des trois lignées cellulaires: neuronale, oligodendrogliale et astrocytaire). • Gangliogliome (prédominance gliale). • Gangliocytome (prédominance neuronale).

9. CLASSIFICATION DES MALFORMATIONS CORTICALES (BARKOVICH ET AL. MODIFIÉE) Malformation due à une anomalie de la migration neuronale: • Lissencéphalie classique (type 1) et spectre des hétérotopies sous corticales en bande. b) Lissencéphalie de type II (en pavé) 1)Syndrome comportant une dystrophie musculaire congénitale. 2)Syndrome sans atteinte musculaire. c) Hétérotopie de substance grise nodulaire 1)Sous épendymaire (périventriculaire). 2) Sous corticales (autres que les hétérotopies en bandes). 3)Marginales glioneuronales. Malformations dues à une anomalie de l’organisation corticale: • Polymicrogyrie et schizencéphalie: 1)Polymicrogyrie bilatérale. 2) Schizencéphalie. 3) Polymicrogyrie avec d’autres malformations cérébrales ou anomalies. 4) Polymicrogyrie ou schizencéphalie associée à des anomalies congénitales multiples ou des retards mentaux. • Dysplasie corticale sans cellule ballonisée. • Microdysgénésie. Malformations corticales non classées.

10. MALFORMATIONS LIEES A DES TROUBLES DE LA PROLIFERATION NEURONALE ET GLIALE OU DE L’APOPTOSE

11. DYSPLASIE CORTICALE FOCALE Probablement la plus fréquente des anomalies de développement cortical diagnostiquées chez les patients ayant une épilepsie réfractaire. Clinique variable: Crises convulsives dès la 1ère décade de vie, habituellement vers 2 – 3 ans, partielles ou secondairement généralisées selon la topographie. Large spectre d’anomalies de la substance grise et de la substance blanche allant de la discrète interruption corticale sans altération cytologique au dérangement complet de l’architecture corticale accompagné de neurones géants dysmorphiques, avec ou sans cellules ballonisées (dysplasie corticale de Taylor ).

12. IRM • Epaississement du cortex, • Mauvaise différenciation substance blanche/ substance grise • Signal anormal du cortex et surtout de la substance blanche adjacente, qui peut avoir un aspect en bande s’étendant jusqu’au ventricule. Lorsqu’elle est localisée au lobe temporal, l’atteinte concomitante des structures mésiales (sclérose hippocampique) est à rechercher.

13. a b Coupes coronales T2 (a), FLAIR (b) et T1 (c) : Épaississement cortical frontal gauche avec mauvaise différenciation substance grise-substance blanche ( ) et hyper signal T2 et FLAIR sous cortical ( ). c

14. b a c Coupes coronales T2 (a), FLAIR (b) et T1 (c) : Épaississement cortical frontal gauche avec mauvaise différenciation substance grise-substance blanche et hyper signal T2 et FLAIR sous cortical linéaire arrivant jusqu’à la corne frontale ( ).

15. HEMIMEGALENCEPHALIE Malformation corticale rare et sévère. Hypertrophie hamartomateuse de tout ou d’une partie d’un hémisphère cérébral, résultant d’un trouble de la prolifération neuronale. Isolée ou en association syndromique(neurofibromatose type 1, sclérose tubéreuse de Bourneville, syndrome du nævus épidermique…) Clinique: se manifeste le plus souvent dans les 6 premiers mois de vie et associe retard mental et épilepsie, avec souvent une hémiparésie progressive.

16. IRM élargissement d’au moins un lobe cérébral et d’un hémisphère entier dans plus de 50 % des cas. Le ventricule est élargi du même côté. Il s’y associe un épaississement cortical avec dédifférenciation substance grise–substance blanche, ainsi que des anomalies de la substance blanche ipsilatéralesecondaires a` une hypermyélinisation et fréquemment des hétérotopies de substance grise. D’autres malformations corticales peuvent être associées au niveau de l’hémisphère touché: polymicrogyrie ou pachygyrie.

17. a b Coupes axiale T2 (a) et coronale T1(b): Hypertrophie de l’hémisphère cérébral droit avec un cortex épais ( ), élargissement du ventricule latéral homolatéral et nodules d’hétérotopie périventriculaires ( ). *JP Cottier et al. Malformations corticales et épilepsie: apport de l’IRM. J Radiol 2006;87:1621-34

18. MALFORMATIONS DUES A UNE ANOMALIE DE LA MIGRATION NEURONALE

19. LISSENCEPHALIE • On distingue 2 types: • La lissencéphalie classique ou type 1 (agyrie ou pachygyrie): malformation sévère se manifestant par une surface cérébrale lisse, un cortex épais composé de 4 couches anormales, une hétérotopie neuronale diffuse, des dysplasies et des ventricules élargis et dysplasiques. L’agyriedésigne un cortex épais sans sillons, alors que dans la pachygyrie quelques sillons corticaux sont présents. La lissencéphalie classique et l’hétérotopie en bande sous corticale sont considérées par Barkovich comme appartenant au même spectre des agyries-pachygyries. • La lissencéphalie type 2 ou lissencéphalie en pavé: souvent associée à des atteintes oculaires et à des dystrophies musculaires congénitales.

20. Lissencéphalie type 1 6 grades en imagerie ont été définis: Grade 1: Agyrie diffuse. Grade 2: Agyrie diffuse en dehors de quelques sillons superficiels dans les régions frontales ou postérieures. Grade 3: Pachygyrie frontale et agyrie postérieure. Grade 4: Pachygyrie diffuse. Grade 5: Pachygyrie associée à une hétérotopie en bande sous corticale. Grade 6: Hétérotopie en bande sous corticale.

21. a b c Coupes axiales (a, b) et coronale (c) T2 : Fine bande corticale présentant quelques sillons peu profonds ( ) séparée d’une 2ème couche de substance grise épaisse ( )par une bande mince de substance blanche ( ).

22. Lissencéphalie type 2 • Migration excessive des neurones et de la glie à travers des espaces de la membrane gliale limitante. • Fréquemment associée à des maladies neuromusculaires et des malformations oculaires (syndrome de Walker-Warburg, maladie muscle-yeux-cerveau, dystrophie congénitale musculaire de Fukuyama) • En IRM: aspect en pavé du cortex, anomalies de la substance blanche, élargissement des ventricules, petit tronc cérébral et petit cervelet polymicrogyrique.

23. a b c Coupes axiale (a) et coronale (b) T2 et sagittale T1 (c) : Polymicrogyrie antérieure ( ), anomalie de la myélinisation de la substance blanche frontale ( ), hypoplasie du tronc et du vermis ( ). * A Veroles et al. Lissencéphalies: aspects cliques et génétiques .RevNeurol (Paris) 2007; 163:5, 533-47

24. HETEROTOPIE EN BANDE • Clinique: Retard mental minime, crises convulsives dès l’enfance. • En IRM : Larges bandes de substance grise symétriques et circonférentielles, situées sous le cortex dont elles sont séparées par une fine bande de substance blanche. • La surface corticale sous jacente est habituellement normale. Reconstruction coronale en IRT1 : Large bande de SG ( ) bilatérale et symétrique séparée du cortex par une fine bande de SB ( ). La gyration est normale ( ).

25. HETEROTOPIE NODULAIRE PERIVENTRICULAIRE • Trouble d’initiation de la migration d’une sous-population de neurones. • Clinique: épilepsie fréquente, troubles cognitifs, parfois de découverte fortuite. • En IRM : Masses nodulaires de SG qui bordent les parois ventriculaires faisant protrusion dans le ventricule en lui conférant une limite irrégulière. • Peuvent être isolées ou associées à d’autres anomalies du système nerveux central ou à des troubles métaboliques. Coupe axiale T1 après Gadolinium : masses nodulaires de SG périventriculaires ( ).

26. HETEROTOPIE SOUS CORTICALE • Moins fréquente, possède une morphologie différente, et probablement une origine différente des hétérotopies nodulaires périventriculaires. • Collections de neurones et de glie situées au sein de la SB, plus ou moins étendues, multi nodulaires ou linéaires courbes. • Clinique: épilepsie quasi constante, déficit moteur et intellectuel variable, fonction de la taille et de l’effet de masse sur le cortex. • IRM: Plages iso intenses à la SG multi nodulaires ou linéaires courbes interposées entre la surface ventriculaire et le cortex qui est fin avec de petits gyri et des sillons peu profonds. Corps calleux est agénésique ou hypoplasique (70% des cas) avec souvent des kystes inter hémisphériques.

27. a b Coupe axiale T2 (a) et reconstruction coronale IRT1 (b) : Multiples nodules de substance grise hétérotopique ( ) interposées entre le cortex et la paroi ventriculaire. Le cortex en regard est peu plissé ( ). L’hémisphère droit est diminué de taille. Aspect malformatif des régions hippocampiques ( ). *JP Cottier et al. Malformations corticales et épilepsie: apport de l’IRM. J Radiol 2006;87:1621-34

28. MALFORMATIONS DUES A UNE ANOMALIE DE L’ORGANISATION CORTICALE

29. POLYMICROGYRIE Multiples microgyrifusionnés et séparés par des sillon peu profond. Cortex discrètement épaissi avec aspect irrégulier de la jonction SG-SB. Aspect IRM pseudo pachygyrique. Peut affecter n’importe quel lobe, unilatérale ou bilatérale. Manifestations cliniques variées, fonction de l’étendue de l’atteinte: syndrome déficitaires (hémiplégie, hémiparésie…), épilepsie, retard mental, hypotonie... Localisation la plus commune : vallées sylviennes

30. POLYMICROGYRIE Un déficit perfusionnel ou une hypoxie pourraient être en cause, faisant suite à une infection, une intoxication au monoxyde de carbone ou un traumatisme crânien. La cause la plus connue est l’infection intra utérine à CMV, habituellement associée à une astrocytose, une gliose et une hypomyélinisationde la SB et à des calcifications périventriculaires diffuses ou multifocales. Formes familiales suggérant une origine génétique, probablement liée à l’X.

31. b a Reconstructions axiale (a) et sagittale (b) en IRT1: Circonvolutions petites et nombreuses, en apparence fusionnées : aspect pseudo-pachygyrique avec irrégularité de la jonction SG/SB ( ).

32. SCHIZENCEPHALIE • « Fissure » s’étendant de la surface piale au ventricule latéral: fente transcérébrale, souvent bilatérale et symétrique, dont les berges peuvent être séparées ou fusionnées par une structure épendymopiale (schizencéphalie ouverte ou fermeé). • Anomalie sporadique, mais l’origine génétique est probable, impliquant une mutation du gène EMX2. • La clinique dépend de la taille et de la localisation de la fente: • Types I: fente unilatérale: crises convulsives et hémiparésie. • Types II: fente bilatérale: retard mental avec hémi- ou quadriparésie avec spasticité, et micro- ou hydrocéphalie.

33. a Le septum pellucidum peut être absent, des anomalies du corps calleux, des hippocampes et des noyaux gris centraux peuvent également être associées. b Reconstructions axiale (a) et coronale (b) en IRT1: Fente de LCR ( ) étendue du cortex jusqu’à la paroi ventriculaire et bordée par un cortex polymicrogyrique ( ). IRM: la fente est délimitée par un cortex polymicrogyrique, souvent associée à des nodules d’hétérotopie de substance grise, avec déformation du ventricule latéral du côté homolatéral.

34. CONCLUSION Les anomalies de développement cortical sont considérées comme une véritable « dysmorphie cérébrale », pourvoyeuses principalement de retard mental et d’épilepsie réfractaire. Une parfaite connaissance de leur sémiologie en IRM est indispensable afin de poser le diagnostic positif et de classifier ces malformations. Le radiologue doit procéder à une analyse systématique et rigoureuse du cortex, de la substance blanche et des régions périventriculaires . L’ IRM évalue la possibilité d’une chirurgie en cas d’épilepsie réfractaire au traitement médical. L’ IRM aide à orienter un conseil à la fois génétique et pronostique.