Des chercheurs ont créé des neurones spécialisés dérivés de cellules souches agissant comme des « éponges » absorbant les signaux de la douleur avant qu’ils n’atteignent le cerveau. Plutôt que d’agir sur les récepteurs cérébraux pour inhiber temporairement les sensations de douleur comme les analgésiques et les opioïdes, ces amas de neurones permettraient de bloquer les signaux de la douleur à la source en servant de leurres aux signaux nociceptifs. Le traitement pourrait ainsi permettre de soulager plus efficacement les affections de douleur chronique comme l’arthrose.
Le système somatosensoriel est composé de différents sous-types de neurones sensoriels spécialisés chacun dans la détection de stimuli spécifiques tels que le toucher, la pression, la température, les vibrations et la douleur. En particulier, les nocicepteurs sont responsables de la détection de stimuli potentiellement nocifs tels que la brûlure et la douleur inflammatoire. Dans des conditions pathologiques, ces récepteurs sont exposés de manière persistante à des molécules pro-inflammatoires, ce qui provoque leur hypersensibilité et leur suractivation.
Ce processus d’hypersensibilité et de suractivation est responsable des affections de douleur chronique résistantes aux analgésiques standards telles que l’arthrose. Cette maladie dégénérative est caractérisée par une inflammation et des douleurs chroniques affectant les articulations, généralement les hanches, les genoux, le bas du dos et la nuque.
Il n’existe actuellement pas de traitement curatif pour l’arthrose et les thérapies existantes se limitent uniquement à en soulager les symptômes. Cela consiste généralement en des alternatives douces telles que la physiothérapie et à l’utilisation d’analgésiques, d’opioïdes et de corticoïdes. Ces médicaments entraînent cependant des effets secondaires et exposent au risque de dépendance.
Une équipe de la faculté de médecine de Johns Hopkins et du laboratoire de biotechnologie SereNeuro Therapeutics propose une approche innovante qui permettrait de gérer la douleur chronique liée à l’arthrose plus efficacement et de manière plus sûre, tout en réduisant la détérioration tissulaire typique de l’arthrose.
« La possibilité que cette thérapie puisse à la fois soulager la douleur et ralentir la dégénérescence du cartilage est particulièrement convaincante dans le cas de l’arthrose », a déclaré à Live Science, Chuan-Ju Liu, professeur d’orthopédie à l’université de Yale, qui n’a pas participé à l’étude.
Des neurones servant de leurres aux signaux de la douleur
La nouvelle thérapie, baptisée SN101, utilise des cellules souches pluripotentes humaines (hPSC), qui peuvent se différencier en n’importe quel type de cellule. Cette caractéristique leur confère un potentiel considérable en médecine régénérative, en particulier pour le remplacement de neurones endommagés dans les maladies neurodégénératives en transplantant les neurones dérivés au niveau de la zone endommagée. Cette approche ne permet cependant pas de traiter les maladies impliquant des environnements tissulaires complexes comme l’arthrose.
Les chercheurs de la nouvelle étude proposent une approche différente. Après avoir induit la différentiation des hPSC en neurones sensoriels spécialisés, les chercheurs les ont injectés directement au niveau de la région inflammatoire aux côtés des neurones nociceptifs. Autrement dit, les neurones différenciés coexistent avec les neurones nociceptifs plutôt que de les remplacer.
« Contrairement aux thérapies régénératives conventionnelles, ces hPSC-NN [les hPSC différenciés] transplantés survivent et fonctionnent dans un environnement non natif, modulant activement l’axe neuro-immunitaire pathologique sous-jacent à l’arthrose », expliquent les chercheurs dans leur étude prépubliée sur la plateforme bioRxiv. Ces neurones serviraient de leurres en interceptant les signaux de la douleur et de l’inflammation avant qu’ils ne puissent être détectés par les neurones natifs et transmis au système nerveux central.
« Grâce à leur réactivité intrinsèque aux stimuli inflammatoires – due à une forte expression de récepteurs et de canaux ioniques caractéristiques des nocicepteurs humains – les hPSC-NN peuvent servir de leurres biologiques », écrivent les chercheurs.
Résumé graphique de l’étude. © Wang et al.Un traitement potentiel contre différents types de douleur chronique
Pour tester leur approche, les experts ont transplanté les leurres directement au niveau de genoux arthritiques de souris. Le traitement a soulagé efficacement la douleur chez les animaux traités, tout en étant associé à une amélioration de marqueurs de régénération osseuse et cartilagineuse. L’équipe estime également que, compte tenu de ces résultats, il pourrait être potentiellement applicable à d’autres types de douleur chronique.
Des travaux supplémentaires seront toutefois nécessaires pour en confirmer l’efficacité et l’innocuité pour traiter d’autres formes de douleur chronique avant de passer aux essais cliniques. Une limite importante dans les résultats est que le traitement a déclenché une réponse immunitaire nocive, sans compter que les observations chez les souris pourraient ne pas être transposables à l’homme.
« Les articulations humaines sont plus grandes [que celles des souris], plus complexes sur le plan mécanique et soumises à des décennies de stress cumulatif », a souligné Liu à Live Science. Par ailleurs, « la perception de la douleur et les interactions immuno-neuronales peuvent différer considérablement entre les souris et les humains, ce qui peut affecter l’efficacité et la durabilité du traitement. »