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Réparer les moelles épinières sectionnées
Avec son armée de cellules et sa myriade d'anticorps, notre système immunitaire est bien conçu pour repousser les attaques des bactéries, virus et autres microbes nocifs. Mais cela peut aussi détenir la clé d'un mystère de longue date : comment traiter les lésions de la moelle épinière qui laissent chaque année des milliers de personnes paralysées. Un exemple bien connu est l'issue malheureuse de la chute de cheval de l'acteur Christopher Reeve.
L'espoir de nouveaux traitements découle de recherches récentes sur les cellules immunitaires des macrophages qui sont parmi les premières à arriver sur les lieux lorsque le corps souffre d'une blessure ou d'une infection. Attirés par les produits chimiques libérés dans la zone endommagée, les macrophages se précipitent vers les sites d'inflammation et agissent comme des aspirateurs cellulaires, ingérant des micro-organismes envahissants, des cellules mortes ou mourantes et tout autre débris.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 1997
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Ce travail de nettoyage est essentiel car il permet au corps de réparer efficacement une plaie. Si vous pensez à un site de blessure comme un nid-de-poule dans la rue, le travail des macrophages consiste à retirer tous les morceaux de trottoir émietté avant que le trou ne soit comblé.
Pourtant, de plus en plus de preuves suggèrent que le système nerveux central humain - le cerveau et la moelle épinière - se refuse le contact curatif de ces cellules immunitaires. Bien que les macrophages n'existent normalement pas dans le système nerveux central, ils devraient apparemment être capables d'y migrer lorsqu'ils sont appelés par des produits chimiques inflammatoires. Il y a plusieurs années, cependant, les chercheurs ont commencé à montrer que peu de macrophages réagissent aux lésions cérébrales ou médullaires.
Dans le prolongement de cette piste, une équipe de recherche dirigée par Michal Schwartz de l'Institut des sciences Weizmann d'Israël a récemment découvert que le système nerveux central des mammifères sécrète une molécule qui inhibe le recrutement et l'activité des macrophages. Selon Schwartz, la molécule, que les chercheurs n'ont pas encore nommée, retient également les cellules microgliales du cerveau qui semblent surveiller de près la santé des neurones et se transformer en macrophages en réponse à certains stimuli.
Pourquoi notre système nerveux central posséderait-il les moyens d'inhiber le système immunitaire normalement utile ? Schwartz suppose qu'exercer un contrôle sur les macrophages est vital si le cerveau des mammifères veut empêcher la destruction par inadvertance de ses circuits neuronaux complexes. Elle note que les macrophages sont des mangeurs aveugles, dévorant parfois des cellules saines au niveau d'une plaie aussi facilement que des bactéries et des cellules mortes. Dans la plupart des tissus, c'est un compromis raisonnable pour garantir qu'une plaie est correctement nettoyée. Dans le cerveau et la moelle épinière, cependant, toute perte de cellules peut être désastreuse. Ainsi, Schwartz pense que le système nerveux central a éliminé le risque que les macrophages puissent lui nuire par erreur en développant des agents qui suppriment les cellules. C'est un avantage pour le cerveau en bonne santé, dit-elle, mais c'est un inconvénient lorsqu'il y a une blessure.
Schwartz soutient que la suppression de ces cellules immunitaires sous-tend l'incapacité bien documentée de la moelle épinière humaine à se réparer. Dans une lésion de la moelle épinière, une personne reste paralysée parce que les axones de la moelle, les longs câbles qui relient une cellule nerveuse à une autre, ne se régénèrent pas lorsqu'ils sont écrasés ou sectionnés. Les cellules nerveuses endommagées envoient de nouvelles extensions, mais la croissance de ces axones naissants s'arrête rapidement.
Pourquoi les axones de la moelle épinière chez les humains ne parviennent pas à se régénérer complètement, alors que les axones des bras et des jambes et ailleurs dans notre système nerveux périphérique le font avec une relative facilité, a longtemps été un mystère frustrant. Pendant des décennies, les scientifiques ont simplement pensé que la moelle épinière des mammifères n'avait pas la capacité de réparer les axones. Un consensus s'est récemment dégagé sur le fait que les axones du système nerveux central peuvent effectivement se régénérer, mais que les substances de leur environnement contrecarrent activement leur repousse complète. Par exemple, outre la molécule inhibant les macrophages de Schwartz, le système nerveux central contient un type de myéline - l'isolant gras entourant les axones - qui comprend au moins une protéine qui arrête directement un axone en régénération dans son élan. Curieusement, la myéline du système nerveux périphérique ne contient pas cette protéine.
Schwartz soutient que les macrophages sont nécessaires pour nettoyer efficacement la myéline lâche, qui abrite la protéine inhibitrice des axones, et d'autres matériaux qui envahissent le site d'une lésion de la moelle épinière. Dans des expériences récentes sur des rats, le groupe de Schwartz a testé les pouvoirs thérapeutiques des macrophages sur des nerfs optiques sectionnés, les épais faisceaux d'axones qui transmettent des informations entre la rétine de l'œil et le cerveau. Les enquêteurs travaillent avec les nerfs optiques car ils correspondent à la moelle épinière dans leur incapacité à régénérer les axones après une blessure et peuvent être surveillés plus facilement. L'automne dernier, le groupe de Schwartz a signalé que des macrophages placés sur le site du nerf optique sectionné d'un rat ont stimulé la repousse de nouveaux axones à travers la lésion.
Le défi était de déclencher les macrophages, qui existent normalement dans un état de repos, pour entrer dans leur mode d'aspirateur de cicatrisation. Les chercheurs ont découvert que lorsque les cellules immunitaires ont été cultivées pour la première fois en laboratoire avec des tissus du système nerveux central des rats, les greffes de macrophages ont échoué, probablement parce que la molécule immunosuppressive découverte par le groupe de Schwartz a empêché l'activation des cellules. Mais lorsque les macrophages ont été cultivés avec des segments nerveux périphériques, les greffes de cellules ont stimulé la régénération des axones.
Les scientifiques qui ont mené des expériences similaires sur des moelles épinières écrasées de rats ont également obtenu des résultats encourageants. Nous avons pris des macrophages activés, les avons placés dans la moelle épinière blessée et avons constaté une régénération améliorée, explique Wolfgang Streit, neuroscientifique à l'Institut du cerveau de l'Université de Floride. Streit propose que les macrophages, en plus de leurs fonctions de nettoyage, puissent préparer des chemins pour la croissance des axones en déposant des composants de la matrice extracellulaire, un maillage de protéines et d'autres molécules qui remplit l'espace entre les cellules.
Bien que les premières découvertes aient été alléchantes, l'utilisation de greffes de macrophages pour traiter les lésions de la moelle épinière est une stratégie encore à ses balbutiements. La prochaine étape critique consiste à prouver que les axones de la moelle épinière qui se régénèrent après la thérapie aux macrophages peuvent effectivement restaurer la fonction des membres paralysés. Streit et Schwartz mènent déjà des études animales pour explorer cette question.
Bien que de telles preuves ne soient pas encore disponibles, les chercheurs sont optimistes quant au fait que la thérapie par greffe de macrophages fera partie de l'arsenal utilisé par les médecins pour traiter les épines endommagées. La question n'est plus de savoir si les axones de la moelle épinière peuvent se régénérer, explique Wise Young, chercheur sur les lésions de la moelle épinière à l'Université de New York, mais comment pouvons-nous les faire repousser beaucoup plus efficacement.