Des scientifiques de l'EPFL ont identifié une zone cérébrale clé pour le rétablissement de rats paraplégiques. Ces travaux publiés dans Nature Neuroscience constituent un pas de plus vers la réhabilitation de patients paralysés.
Les chercheurs ont observé pour la première fois que le cerveau réachemine des commandes motrices spécifiques par des voies alternatives, a indiqué lundi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.
'Le cerveau développe de nouvelles connexions anatomiques à travers des régions du système nerveux restées intactes après la lésion. Le cerveau rebranche principalement les circuits du cortex cérébral, du tronc cérébral et de la moelle épinière', explique Grégoire Courtine, chef d’unité au Centre de neuroprothèses de l’EPFL, cité dans le communiqué.
'La guérison n'est pas spontanée', ajoute Léonie Asboth, auteure principale de l’étude. 'Pour que le recâblage ait lieu, les animaux doivent suivre une thérapie de rééducation intensive impliquant une stimulation électrochimique de la moelle épinière, combinée à une physiothérapie active'.
Harnais intelligent
La moelle épinière du rat est doublement stimulée: d’abord par injection de produits pharmaceutiques, puis par stimulation électrique en-dessous de la lésion, afin d’activer les muscles des jambes.
Une physiothérapie soutenue par un harnais intelligent qui allège le poids du corps et offre des conditions naturelles de marche permet aux rats de retrouver, au bout de quelques semaines, un contrôle volontaire et étendu de leurs pattes postérieures.
A la longue, les rats peuvent contrôler leurs muscles même sans stimulation électrochimique ni harnais. En 2012, le Pr Courtine et son équipe avaient déjà montré que des rats portant des lésions médullaires arrivaient, à la suite d’une telle rééducation, à nager et monter des escaliers.
Techniques de pointe
En comparant les cerveaux de rats blessés puis réhabilités avec ceux de rats sains, les scientifiques ont maintenant pu identifier une région spécifique du tronc cérébral, la formation réticulée, comme acteur clé du rétablissement. Ce rôle a été découvert à l’aide de techniques de pointe, l'optogénétique et la chimiogénétique, appliquées à des animaux transgéniques.
Cet ensemble d'outils permet d’activer ou d’inhiber sélectivement certains circuits du cerveau et du tronc cérébral afin d’en étudier la fonction. Les chercheurs ont également utilisé, pour visualiser les voies nerveuses, un puissant microscope à 'feuilles lumineuses' ('light sheet microscope' en anglais) nouvellement mis au point par le Wyss Center for Bio and Neuroengineering à Genève.
Cette technologie permet de rendre transparent l'ensemble du système nerveux central, à l'exception de nerfs spécifiques où s’exprime une protéine fluorescente. En passant un feuillet de lumière à travers le cerveau et la moelle épinière, les scientifiques ont obtenu des images 3D inédites qui illustrent l'organisation, respectivement la réorganisation des voies nerveuses.
Tests chez l'humain au CHUV
Les neurones blessés ne repoussent pas spontanément, mais une réorganisation des connexions neurales se produit au-dessus de la lésion, activant de nouveaux canaux de communication. Reste encore à voir si la réhabilitation conduit aussi, chez l'humain, à un recâblage similaire.
Grégoire Courtine est optimiste: 'Nous avons déjà montré que la plasticité du système nerveux, c’est-à-dire sa remarquable capacité à développer de nouvelles connexions après une lésion de la moelle épinière, est encore plus robuste chez l'homme que chez le rongeur'.
Cette thérapie est testée depuis 2016 sur des personnes atteintes d'une lésion de la moelle épinière au Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV).
/ATS
