Nanotechnologie de guérison du cerveau

Bien que les victimes d'accidents vasculaires cérébraux et de traumatismes crâniens et médullaires se rétablissent parfois grâce à la réadaptation, elles ont souvent des incapacités permanentes, en partie parce que le tissu cicatriciel et les produits chimiques régulateurs dans le cerveau ralentissent la croissance nerveuse, empêchant le tissu nerveux de se réparer. Maintenant, un traitement qui a restauré la vision perdue chez les animaux de laboratoire semble surmonter ces obstacles, permettant à une masse de cellules nerveuses de repousser après avoir été coupées.

Nous pensons que c'est la base de la chirurgie reconstructive du cerveau - ce dont personne n'a jamais entendu parler auparavant, déclare Rutledge Ellis-Behnke, chercheur sur le projet et chercheur en sciences du cerveau et des sciences cognitives au MIT.

Le traitement, décrit en ligne cette semaine dans les Actes de l'Académie nationale des sciences et effectué au MIT, à l'Université de Hong Kong et à la Quatrième université de médecine militaire en Chine, pourrait être disponible pour les humains dans le cadre d'essais en aussi peu que trois ans si tout se passe bien. dans les études sur les grands animaux, disent les chercheurs.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont d'abord découpé une structure cérébrale qui transmet des signaux pour la vision, provoquant la cécité des petits animaux de laboratoire d'un œil. Ils ont ensuite injecté un liquide clair contenant des chaînes d'acides aminés dans la zone endommagée. Une fois dans l'environnement du cerveau, ces chaînes, appelées peptides, se lient les unes aux autres, s'assemblant en fibres nanométriques qui comblent le vide laissé par les dommages. Le maillage de fibres empêche la formation de tissu cicatriciel et peut également favoriser la croissance cellulaire (les chercheurs étudient toujours les mécanismes impliqués).

En conséquence, les cellules nerveuses ont restauré les connexions coupées, permettant à 75 pour cent des animaux de voir suffisamment bien pour détecter et se tourner vers la nourriture. Le traitement a restauré environ 30 000 connexions nerveuses, contre 25 à 30 connexions rendues possibles dans d'autres traitements expérimentaux, explique Ellis-Behnke.

Parce que le traitement surmonte les principaux obstacles à la guérison du tissu nerveux dans les accidents vasculaires cérébraux et les traumatismes crâniens et médullaires, les chercheurs, ainsi que d'autres experts dans le domaine, pensent qu'il pourrait s'avérer être un traitement efficace pour ces types de lésions du système nerveux. .

Les données présentées sont presque trop belles pour être vraies, déclare Wolfram Tetzlaff, professeur et directeur associé de l'International Collaboration on Repair Discoveries ( ICORD ) à l'Université de la Colombie-Britannique. Pris pour argent comptant, ces résultats sont tout simplement spectaculaires et pourraient devenir une combinaison très utile avec d'autres stratégies de régénération, dit-il. De futures études montreront comment ces données se maintiendront. De telles études devraient être conçues pour déterminer si le traitement fonctionne avec une variété de lésions cérébrales, pas seulement les coupures au couteau étudiées jusqu'à présent, dit Tetzlaff.

Le succès du traitement est quelque peu surprenant, car les produits chimiques qui stimulent la croissance nerveuse et les cellules souches utilisés dans d'autres recherches sur la régénération des tissus nerveux n'ont pas été utilisés ici. Ils ont simplement utilisé les peptides et les cellules se reconnectent avec la cible, puis le comportement fonctionnel peut être observé chez les animaux – c'est incroyable pour moi, déclare Tat Fong Ng, chercheur au Schepens Eye Research Institute, affilié à Harvard, à Boston.

Ng se demande si l'ajout de ces produits chimiques et de ces cellules au traitement pourrait accélérer la croissance, permettant peut-être de reconnecter des parties éloignées du cerveau séparées par une blessure, comme lors d'un accident vasculaire cérébral. Les chercheurs disent que cela pourrait être fait en formant un chemin à travers une zone endommagée à l'aide d'une chirurgie mini-invasive et en injectant les chaînes d'acides aminés, qui s'assembleraient ensuite dans les fibres. Le canal permettrait à la fois aux cellules nerveuses de se développer et de les guider vers la bonne zone.

Jusqu'à présent, le traitement aux nanofibres n'a causé aucun problème, comme une inflammation ou une agrégation de fibres, chez les petits animaux. En quelques semaines, les fibres se décomposent et quittent le corps dans les urines. En tant qu'éléments constitutifs des protéines, les acides aminés pourraient même être utilisés pour la croissance de nouvelles cellules, selon les chercheurs. De plus, comme les fibres sont constituées d'acides aminés naturels que le corps peut utiliser, les chercheurs sont optimistes quant au fait qu'aucune réaction contre elles ne se produira dans les études avec de grands animaux et des humains.

Ed Tehovnik, un neuroscientifique au MIT qui n'a pas été impliqué dans le travail, dit qu'il a beaucoup de promesses, ajoutant que ce n'est peut-être qu'un début. Il pourrait y avoir d'autres types de nano-agents que [les chercheurs du MIT] développent et qui pourraient favoriser encore mieux la croissance. Je vois cela comme le début, pas la fin, ce qui est une bonne chose.

Image de la page d'accueil avec l'aimable autorisation de la National Academy of Sciences. Légende : La repousse des cellules nerveuses (en vert) montre une zone endommagée du cerveau qui a été réparée.

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