Une protéine synthétique permet à des souris paralysées de marcher à nouveau

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| Marco Leibinger et al. 2021
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Les lésions profondes de la moelle épinière provoquent généralement des dommages physiologiques irréparables, conduisant souvent à la paralysie partielle ou totale. Bien qu’au cours des dernières années des avancées aient été réalisées dans le domaine de la régénération cellulaire, il n’existe toujours aucun traitement permettant de réparer totalement les dommages causés. Cependant, une nouvelle approche pourrait s’avérer prometteuse. Grâce à une cytokine synthétique stimulant la régénération nerveuse, des chercheurs sont parvenus à faire marcher de nouveau des souris paralysées atteintes de paraplégie complète. 

Jusqu’à présent, la paralysie résultant de lésions de la moelle épinière est irréversible. Mais via une nouvelle approche thérapeutique, des biologistes du département de physiologie cellulaire de la Ruhr-Universität Bochum (RUB), dirigés par le professeur Dietmar Fischer, ont réussi pour la première fois à faire marcher à nouveau des souris paralysées. Les clés pour cela sont la protéine hyper-interleukine-6, qui stimule la régénération des cellules nerveuses, et la façon dont elle est apportée aux animaux. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications.

Les lésions de la moelle épinière causées par des accidents de sport ou de la circulation entraînent souvent des incapacités permanentes telles que la paraplégie. Ceci est causé par des dommages aux fibres nerveuses, appelées axones, qui transportent les informations du cerveau vers les muscles et de la peau et des muscles vers le cerveau. Si ces fibres sont endommagées en raison d’une blessure ou d’une maladie, cette communication est interrompue. Étant donné que les axones sectionnés de la moelle épinière ne peuvent pas repousser, les patients souffrent de paralysie et d’engourdissement à vie.

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Une cytokine de synthèse stimulant la régénération nerveuse

À ce jour, il n’y a toujours pas d’options de traitement qui pourraient restaurer les fonctions perdues chez les patients atteints. Dans leur recherche d’approches thérapeutiques potentielles, l’équipe de Bochum a travaillé avec la protéine hyper-interleukine-6. « Il s’agit d’une cytokine de synthèse, ce qui signifie qu’elle n’est pas produite dans la nature et qu’elle doit être produite par génie génétique », explique Fischer. Son groupe de recherche a déjà démontré dans une étude précédente que la hIL-6 peut stimuler efficacement la régénération des cellules nerveuses du système visuel.

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Haut : l’utilisation de facteurs de croissance simples ne déclenche pas la régénération axonale (encadrés blancs) au-delà du site de lésion de la moelle épinière (pointillés jaunes). Bas : l’utilisation de la cytokine synthétique hIL-6 entraîne une régénération axonale (encadrés et flèches) au-delà du site de lésion. © Marco Leibinger et al. 2021

L’équipe de Bochum a induit des cellules nerveuses du cortex moteur-sensoriel pour qu’elles produisent elles-mêmes de l’hyper-Interleukine-6. À cette fin, ils ont utilisé des virus adaptés à la thérapie génique, qu’ils ont injectés dans une zone cérébrale facilement accessible. Là, les virus fournissent le plan directeur pour la production de la protéine à des cellules nerveuses spécifiques, appelées motoneurones.

Régénération axonale : elle rend leurs mouvements aux souris paralysées

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Étant donné que ces cellules sont également liées via des branches latérales axonales à d’autres cellules nerveuses dans d’autres zones du cerveau, qui sont importantes pour les processus de mouvement tels que la marche, l’hyper-interleukine-6 ​​a également été transportée directement vers ces cellules nerveuses essentielles autrement difficiles d’accès, et y a été libérée de manière contrôlée.

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Quatre images du haut : les souris traitées avec des facteurs de croissance simples n’ont pas pu remarcher. Quatre images du bas : les souris traitées avec la cytokine de synthèse hIL-6 (avec ou sans PTEN) ont pu remarcher au bout d’une vingtaine de jours. © Marco Leibinger et al. 2021

« Ainsi, le traitement par thérapie génique de seulement quelques cellules nerveuses a stimulé la régénération axonale de diverses cellules nerveuses dans le cerveau et de plusieurs voies motrices dans la moelle épinière simultanément. En fin de compte, cela a permis aux animaux précédemment paralysés qui avaient reçu ce traitement de commencer à marcher après deux à trois semaines. Cela a été une grande surprise au début, car ça n’avait jamais été démontré pour une paraplégie complète », indique Fischer.

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L’équipe de recherche étudie actuellement dans quelle mesure cette approche, ou des approches similaires, peuvent être combinées avec d’autres mesures pour optimiser l’administration de l’hyper-Interleukine-6 ​​et obtenir des améliorations fonctionnelles supplémentaires. Ils cherchent à savoir également si l’hyper-interleukine-6 ​​a toujours des effets positifs chez la souris, même si la blessure s’est produite plusieurs semaines auparavant. « Cet aspect serait particulièrement pertinent pour une application chez l’Homme », conclut Fischer.

Sources : Nature Communications

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