Fibres nerveuses régénérées avec un mélange moléculaire

Les scientifiques ont peut-être trouvé un moyen de faire repousser les axones - une partie cruciale d'un neurone également appelé fibre nerveuse - après une blessure. Les résultats peuvent aider les patients atteints d'une lésion de la moelle épinière, d'un accident vasculaire cérébral ou d'autres maladies neurodégénératives à retrouver leur motricité.
Les dommages à l'axone d'un neurone, ou fibre nerveuse - la «longue queue» qui envoie des signaux à partir du corps cellulaire - constituent un élément clé des lésions de la moelle épinière.

Une équipe de chercheurs du Boston Children 's Hospital, au Massachusetts, a mis au point une «recette» pour un mélange de molécules et testé son potentiel thérapeutique chez des souris atteintes d’une lésion de la moelle épinière ou d’une attaque.

L'AVC est la principale cause de paralysie aux États-Unis, représentant plus d'un tiers des 5,4 millions de personnes vivant avec différentes formes de paralysie.

SCI est proche de la seconde place puisque 27% de tous les cas de paralysie sont causés par une lésion médullaire et que 17 000 nouveaux cas de lésion médullaire surviennent chaque année.

Après un AVC ou un AVC, les axones du cortex cérébral et le long de la moelle épinière sont endommagés. Un neurone est composé d'un corps cellulaire et de deux extensions: la dendrite et l'axone, qui ressemble à une longue corde qui envoie des signaux depuis la cellule principale.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs - dirigés par Zhigang He, Ph.D., du Boston Children 's Hospital et de la Harvard Medical School - ont administré un mélange de molécules à des souris dans l’espoir de restaurer leurs axones. Les résultats ont été publiés dans la revue Neuron.

Test du mélange moléculaire chez la souris

Lui et ses collègues ont commencé par une étude antérieure à laquelle ils avaient collaboré avec des scientifiques de Harvard.

Dans cette recherche, ils ont découvert que l'association d'une hormone de croissance sécrétée par le foie appelée «facteur de croissance insulinique 1» (IGF1) avec une protéine appelée ostéopontine (OPN) améliorait la vision des rongeurs optiquement lésés en régénérant les axones de leur nerf optique.

Il a été démontré que l'OPN est impliquée dans l'inflammation et la dégénérescence du système nerveux, jouant un rôle clé dans les maladies neurodégénératives telles que la sclérose en plaques (SEP), la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer.

Dans le modèle de souris de SCI, l'équipe et lui ont examiné deux groupes de souris: un groupe qui a reçu le mélange moléculaire après avoir subi la blessure et un groupe témoin qui ne l'a pas fait.

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Dans le premier groupe, les chercheurs ont injecté aux souris le mélange d'IGF1 et d'OPN 1 jour après la lésion médullaire des rongeurs.

Dans le modèle d'AVC, les souris traitées ont reçu le mélange 3 jours après la blessure.

Les chercheurs ont testé les capacités motrices des souris, y compris leur motricité fine, en examinant leur capacité à marcher sur une échelle horizontale avec des barreaux espacés de manière inégale.

Les souris traitées récupèrent une motricité fine

Les chercheurs ont constaté que, comparées au groupe témoin, les souris traitées présentaient une amélioration drastique de leur motricité fine.

Dans le groupe témoin non traité, la fonction motrice a été rétablie progressivement et partiellement après une blessure due à la repousse naturelle des axones.

Les souris ont retrouvé une grande partie de leur fonction motrice, mais sont restées significativement affaiblies dans leur motricité fine, comme le révèle le test en échelle irrégulière.

Les souris traitées, cependant, ont fait beaucoup moins d'erreurs sur ce test; en fait, à la semaine 12 après la blessure, les souris ont fait des erreurs seulement 46% du temps. En revanche, le groupe témoin avait un taux d'erreur de 70%.

Ensuite, les chercheurs ont voulu tester si l'ajout de 4-aminopyridine-3-méthanol - un inhibiteur des canaux potassiques connu pour améliorer la conduction axonale chez les patients atteints de SEP - améliorerait encore les résultats.

Après avoir ajouté ce troisième ingrédient, les taux d'erreur chez les souris traitées ont encore diminué à 30%. Les souris saines ont fait des erreurs 20% du temps, de sorte que les souris traitées se sont très bien comportées par comparaison.

"Dans notre laboratoire, pour la première fois, nous avons un traitement qui permet aux lésions de la moelle épinière et au modèle d'AVC de retrouver une récupération fonctionnelle."

Zhigang He, Ph.D.

Pour voir si ces résultats étaient dus à une "ressusion" des axones, les chercheurs ont également examiné les sections de la moelle épinière des souris.

"Nous avons vu ce à quoi nous nous attendions - axone germant dans [la] moelle épinière", explique-t-il. "Mais nous avons également trouvé quelque chose d'inattendu - augmentation de la germination des axones dans la zone sous-corticale."

Lui et ses collègues ont effectué des tests supplémentaires où ils ont génétiquement modifié des souris pour manquer d'axones dans le tractus corticospinal (CST) dans la moelle épinière.

Des évaluations plus poussées de la motricité fine de la souris ont révélé que les améliorations des taux d’erreur après la blessure diminuaient significativement chez ces souris dépourvues d’axones CST.

Par conséquent, cela suggère que la récupération obtenue par le mélange thérapeutique ne dépend pas autant de la repousse des axones dans les zones sous-corticales, mais de la régénération des axones dans le CST.

Ainsi, les "résultats fonctionnels" des axones sous-corticaux qui se sont révélés avoir repoussé "restent à tester", dit l'investigateur principal.

Au bout du compte, dans le cadre de cette recherche, He et ses collègues envisagent de tester le mélange moléculaire dans des essais cliniques sur des humains.