Maladies neurodégénératives : des cellules génétiquement modifiées transformées en électrodes « vivantes ».
Depuis les années 50, il est possible d’implanter des électrodes chez l’être humain afin de faire circuler des mini chocs électriques pour traiter des maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson ou des paralysies.
Néanmoins, l’implantation n’est pas toujours bien supportée par le corps humain : le système immunitaire va se défendre contre l’intrusion d’un corps étranger. Les électrodes pourront perdre de leur efficacité ou dégrader les neurones adjacents de la zone implantée, provoquant des effets secondaires invalidants. Sans compter que parfois, les patients peuvent être victimes d’infections nosocomiales lors de l’opération de pose.
Des chercheurs universitaires de Pennsylvanie (USA) ont mis au point l’implantation d’un nouveau type d’électrodes : ils ont utilisé la technique dite d’optogénétique qui permet d’introduire des cellules génétiquement modifiées capables de conduire des signaux lumineux.
Cette technique relativement récente a déjà permis de créer de faux souvenirs ou encore de modifier le goût chez des rats.
Comment ça marche ?
Les cellules souches génétiquement modifiées expriment une protéine sensible à la lumière bleue, la channelrhodopsine. Grâce à cette protéine, les cellules vont être activées par le faisceau lumineux introduit au moyen d’une fibre optique. Cette technique permet une précision spatiale et temporelle exceptionnelle pour cibler des zones spécifiques du cerveau.
10 000 cellules ont été placées au sommet d’un cylindre de gel soluble, dont le diamètre est 2 fois celui d’un cheveu. Les axones des neurones se sont développés le long du cylindre et sont ensuite sortis des extrémités. Une fois que les cylindres ont atteint 1,5 millimètre de long, ils ont été implantés dans le cortex visuel des cobayes. Lors de cette expérience, les chercheurs ont constaté que de nombreuses cellules implantées ont alors survécu. Ils ont même constaté qu’elles ont développé trop de connexions. Ils en ont déduit qu’un tri sera nécessaire pour conserver les connexions bénéfiques et supprimer les connexions inutiles.
Ces implants ont également la particularité de rendre des cellules fluorescentes lorsqu’elles sont activées ce qui facilite la surveillance de l’activité cérébrale et le contrôle de ces cellules neuronales.
Ces cellules seront connectées à des ordinateurs.
Une matrice de LED sera implantée à la surface du cerveau, « Étant à la surface du cerveau, nous ne nous attendons pas à ce qu’elles provoquent la même réaction immunitaire que des électrodes pénétrantes », explique le Docteur Kacy Cullen, qui a participé à l’étude.
A l’heure actuelle, l’étude ne dit pas si ces électrodes « vivantes » seront plus efficaces que les électrodes utilisées jusqu’à présent.
Les chercheurs souhaitent que les électrodes « vivantes » puissent renforcer les connexions nécessaires du cerveau et supprimer les indésirables. Elles pourraient peut-être permettre de réduire les infections.
Ces travaux débutent juste et il sera nécessaire de réaliser plusieurs applications cliniques avant que l’efficacité de ces électrodes « vivantes » soit effective.
Source : biorxiv.org
