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Des nerfs optiques de souris régénérés avec succès en laboratoire

régénération nerf optique souris laboratoire couv
| MedImg

De nombreuses pathologies touchant le système oculaire endommagent le nerf optique. Pour les humains, ces lésions du nerf optique sont un véritable problème car les cellules nerveuses matures ne disposent pas de capacité de régénération. Mais des chercheurs pourraient avoir trouvé un début de solution. En laboratoire, une équipe de biologistes est parvenue à induire la régénération des cellules nerveuses optiques de souris grâce à une protéine cellulaire particulière. Bien que ces résultats ne soient pas encore applicables à l’Homme, ils offrent une voie de traitement prometteuse pour les maladies du nerf optique.

Les dommages aux cellules nerveuses complètement développées ont des conséquences irréversibles et qui impactent la vie quotidienne, car une fois que les fibres nerveuses mûrissent, elles perdent leur capacité à se régénérer après une blessure ou une maladie. De nouvelles expériences montrent comment l’activation d’une partie de la machinerie régénératrice d’une cellule nerveuse, une protéine connue sous le nom de protrudine, pourrait stimuler la régénération des nerfs de l’œil après une blessure.

Avec davantage de recherches, ce premier résultat est une étape vers les futurs traitements du glaucome, un groupe de maladies oculaires qui provoquent une perte de vision en endommageant le nerf optique (qui relie l’œil au cerveau). « Ce que nous avons vu est la régénération la plus puissante de toutes les techniques que nous ayons utilisées auparavant. Dans le passé, il semblait impossible que nous puissions régénérer le nerf optique, mais cette recherche montre le potentiel de la thérapie génique pour y parvenir », explique l’ophtalmologiste Keith Martin de l’Université de Melbourne.

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En 2016, les scientifiques ont pu faire repousser une petite fraction des cellules ganglionnaires rétiniennes chez des souris adultes en activant un « interrupteur de croissance » dormant, et ont montré que ces nouvelles cellules nerveuses à l’arrière de l’œil s’étaient reconnectées à la partie droite du cerveau également. Et avant cela, une étude de 2012 a également partiellement rétabli une vision simple chez des souris adultes après avoir régénéré des nerfs sur toute la longueur de la voie optique.

L’effet régénérateur de la protrudine sur les cellules nerveuses optiques

Cette dernière recherche en est encore à ses débuts et s’est concentrée sur la compréhension précise de la manière dont la protrudine, une molécule structurelle présente dans les neurones en développement, agit pour soutenir la croissance cellulaire. Ces pistes de recherche alternatives sont une bonne chose, car il n’y a aucune garantie que les résultats prometteurs des études sur la souris se traduisent par des traitements sûrs et efficaces pour les humains.

Dans cette étude, les scientifiques ont stimulé les cellules nerveuses de l’œil pour produire plus de protrudine, pour voir si cela aiderait à protéger les cellules contre les dommages et même à les réparer après une blessure. Premièrement, dans les cellules nerveuses optiques cultivées dans une boîte de Petri, les chercheurs ont montré que l’augmentation de la production de protrudine stimulait la régénération des cellules nerveuses qui avaient été coupées par un laser.

régénération axone cellules nerveuses protrudine
Haut : régénération de l’axone de cellules nerveuses optiques pour le groupe de contrôle (sans protrudine), pour le groupe avec protrudine non modifiée et pour le groupe avec protrudrine surexprimée. Bas : images en microscopie montrant la régénération de l’axone sans et avec protrudrine. Crédits : Veselina Petrova et al. 2020

Leurs axones se sont régénérés sur de plus longues distances et en moins de temps que les cellules non traitées. Ensuite, des souris adultes ont reçu une thérapie génique — une injection directement dans l’œil — contenant des instructions pour que les cellules nerveuses augmentent la production de protrudine. Aussi douloureux que cela puisse paraître, cette procédure peut en fait être effectuée en toute sécurité chez l’Homme.

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Quelques semaines et une lésion du nerf optique plus tard, ces souris avaient plus de cellules nerveuses survivantes dans leur rétine que le groupe témoin. Dans une dernière expérience, les scientifiques ont utilisé des rétines entières de souris prélevées deux semaines après leur avoir administré un rappel de protrudine, pour voir si ce traitement pouvait empêcher les cellules nerveuses de mourir en premier lieu.

Des recherches supplémentaires nécessaires sur la protrudine

Les chercheurs ont découvert, trois jours plus tard, que la production de protrudine stimulante avait été presque « entièrement neuroprotectrice, ces rétines ne présentant aucune perte de neurones rétiniens », écrivent les chercheurs dans leur article. Habituellement, environ la moitié des neurones rétiniens ainsi éliminés meurent en quelques jours.

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« Notre stratégie repose sur l’utilisation de la thérapie génique – une approche déjà utilisée en clinique – pour délivrer de la protrudine dans l’œil. Il est possible que notre traitement puisse être développé plus avant comme un moyen de protéger les neurones rétiniens de la mort, ainsi que de stimuler la repousse de leurs axones », indique Veselina Petrova, neurobiologiste à l’Université de Cambridge.

Il est important de noter que nous sommes loin de restaurer la vision chez une personne : la régénération des cellules en laboratoire est fonctionnelle, mais nous ne savons pas, d’après ces expériences, si donner à une souris plus de protrudine lui redonnerait la vue. L’une des prochaines étapes consistera à déterminer si la protrudine a le même effet protecteur dans les cellules rétiniennes humaines cultivées. Les chercheurs envisagent également d’étudier si la même technique pourrait être utilisée pour réparer les neurones endommagés après une lésion de la moelle épinière.

Sources : Nature Communications

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