Au cours des dernières années, la recherche de solutions thérapeutiques à la maladie d’Alzheimer a permis de produire plusieurs protocoles de grand intérêt, aux résultats variables. Continuant à explorer des solutions moins conventionnelles, une équipe de chercheurs a montré que la luminothérapie associée aux ultrasons permettait d’éliminer les dépôts amyloïdes, majoritairement responsables de la maladie, dans les cerveaux de souris.
Des recherches menées par le MIT ont permis de découvrir qu’un type de lumière stroboscopique et un bourdonnement aigu associé pouvaient être utilisés pour recréer les ondes cérébrales perdues à cause de la maladie d’Alzheimer, qui éliminent à leur tour les dépôts amyloïdes et améliorent la fonction cognitive chez des souris conçues pour afficher un comportement similaire à celui de personnes atteintes d’Alzheimer.
Cette technique n’a pas encore été testée cliniquement chez l’Homme, il est donc trop tôt pour extrapoler au modèle humain ; en effet, les ondes cérébrales fonctionnent différemment chez l’Homme et la souris. Mais, s’ils sont reproduits, ces premiers résultats suggèrent un moyen possible, peu coûteux et sans médicament, de traiter la forme courante de démence associée à la maladie.
Se basant sur une étude précédente qui montrait qu’une lumière clignotant 40 fois par seconde dans les yeux de souris génétiquement modifiées pouvait traiter leur version de la maladie d’Alzheimer, les chercheurs ont ajouté un son d’une fréquence similaire et ont constaté qu’elle améliorait considérablement leurs résultats. La découverte a été publiée dans la revue Cell.
Anthony J. Martorell et al. 2019
« Lorsque nous combinons stimulation visuelle et auditive pendant une semaine, nous constatons l’engagement du cortex préfrontal et une réduction très spectaculaire de l’amyloïde » déclare Li-Huei Tsai, l’un des chercheurs de l’Institut Picower pour l’apprentissage et la mémoire, du MIT.
Ce n’est pas la première recherche visant à étudier le rôle que le son peut jouer dans l’élimination des dépôts de protéines tau et amyloïdes au moins en partie responsables de la maladie. Des études antérieures montraient que les ultrasons rendaient les vaisseaux sanguins suffisamment poreux, ce qui permettait à de puissants traitements de pénétrer dans le cerveau, tout en encourageant la microglie, à accélérer le rythme.
Il y a plusieurs années, Tsai a découvert que le scintillement de la lumière à une fréquence d’environ 40 flashs par seconde présentait des avantages similaires chez des souris conçues pour créer de l’amyloïde dans les cellules nerveuses de leur cerveau. « Le résultat était tellement ahurissant et si efficace, qu’il a fallu un certain temps pour que l’idée soit intégrée, mais nous savions que nous devions trouver un moyen d’essayer la même chose chez les humains » explique Tsai.
Le seul problème était que cet effet se limitait aux parties visuelles du cerveau, manquant des zones clés qui contribuent à la formation et à la récupération de la mémoire. Bien que les applications pratiques de la méthode aient semblé un peu limitées, les résultats ont montré que des oscillations pourraient aider le cerveau à récupérer de l’emprise de la maladie d’Alzheimer.
Lorsque les neurones du cerveau transmettent des signaux, ils génèrent également des ondes électromagnétiques qui contribuent à la synchronisation des régions éloignées, appelées « ondes cérébrales ». Un tel ensemble d’oscillations est défini comme les fréquences gamma, ondulant à travers le cerveau à environ 30 à 90 ondes par seconde. Ces ondes cérébrales sont les plus actives lorsque nous accédons à notre mémoire.
La précédente étude de Tsai avait suggéré que ces ondes gamma étaient perturbées chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et pourraient jouer un rôle central dans la pathologie elle-même.
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Tsai utilise un son très faible pour les ultrasons, de 40 Hertz seulement, un son juste assez élevé pour que les humains puissent l’entendre. Exposer leurs sujets murins à seulement une heure de ce bourdonnement monotone tous les jours pendant une semaine, a entraîné une réduction significative de la quantité d’amyloïde accumulée dans les régions auditives, tout en stimulant également les cellules microgliales et les vaisseaux sanguins.
« Ce que nous avons démontré ici, c’est que nous pouvons utiliser une modalité sensorielle totalement différente pour induire des oscillations gamma dans le cerveau » explique Tsai. En prime, cela a également permis de nettoyer l’hippocampe à proximité, une section importante associée à la mémoire. Les effets n’étaient pas seulement évidents dans la chimie cérébrale des sujets. En effet, sur le plan fonctionnel, les souris exposées au traitement ont montré de meilleurs résultats dans diverses tâches cognitives.
L’ajout de la luminothérapie de la précédente étude a eu un effet encore plus probant : l’élimination des plaques dans plusieurs zones du cerveau, y compris dans le cortex préfrontal. La découverte de nouveaux mécanismes dans la manière dont les systèmes nerveux éliminent et synchronisent les activités, constitue un progrès considérable dans le développement de traitements pour tous les types de troubles neurologiques.
Traduire de telles découvertes dans le cerveau humain demandera plus de travail, en particulier lorsqu’il existe des contrastes potentiels dans la façon dont les ondes gamma apparaissent dans le cerveau des souris et le cerveau humain. Jusqu’à présent, les premiers tests de sécurité ont montré que le processus ne semble pas avoir d’effets secondaires notables.