Des souris paralysées remarchent après l’injection d’un gel révolutionnaire dans la moelle épinière

Les lésions de la moelle épinière sont parmi les plus débilitantes, entraînant des difficultés à marcher ou une paralysie complète des membres. Des chercheurs américains ont mis au point un gel injectable étonnant, ayant permis à des souris paralysées de remarcher rapidement.

Des propriétés impressionnantes

Les neurones de la colonne vertébrale assurant la transmission des signaux entre le cerveau et les muscles, leur endommagement peut rendre les mouvements les plus simples difficiles, voire impossibles. Pour aggraver les choses, le système nerveux central a une capacité très limitée à se régénérer, ce qui signifie que la paralysie est souvent permanente. Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Science, une équipe de l’université Northwestern a mis au point un traitement révolutionnaire.

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Administré sous la forme d’une unique injection d’un liquide contenant deux types de peptides modifiés, celui-ci a offert des résultats particulièrement prometteurs lors des tests effectués sur des souris paralysées, qui ont pu remarcher après 4 semaines seulement. L’approche a régénéré les axones, réduit de manière significative la formation de tissu cicatriciel, reconstitué la couche de myéline isolante autour des axones, augmenté la production de vaisseaux sanguins et également augmenté le nombre de neurones moteurs ayant survécu à la blessure.

Selon l’équipe, une telle efficacité découle de la capacité des peptides à déclencher des signaux en cascade qui aident à réparer la moelle épinière. Un peptide déclenche un signal qui régénère les axones, tandis que le second réduit les cicatrices et favorise la repousse des vaisseaux sanguins et de la myéline. Une fois injecté, le liquide se gélifie en une structure de nanofibres imitant la matrice extracellulaire entourant la moelle épinière. Ce qui permet aux peptides de rester sur place beaucoup plus longtemps pour accomplir leur travail, avant que le gel ne se biodégrade, au bout de 12 semaines environ.

Imiter les protéines naturelles

« Les signaux utilisés dans cette étude imitent les protéines naturelles nécessaires pour induire les réponses biologiques souhaitées », explique Zaida Álvarez, auteur principal de l’étude. « Cependant, les protéines ont des demi-vies extrêmement courtes et sont coûteuses à produire. Nos signaux synthétiques sont des peptides courts et modifiés qui, lorsqu’ils sont liés entre eux par milliers, survivent pendant des semaines. Le résultat final est un traitement moins coûteux à produire et qui dure beaucoup plus longtemps. »

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Selon l’équipe, la principale avancée concerne la matrice du gel, permettant aux molécules de se déplacer pour trouver les bons récepteurs au sein des cellules. Fait intrigant, le traitement s’est révélé plus efficace chez les rongeurs ayant reçu des traitements impliquant des molécules plus mobiles. Des résultats similaires ont été observés sur des cellules humaines cultivées en laboratoire.

« Les récepteurs des neurones et d’autres cellules se déplacent constamment », explique Samuel Stupp, auteur principal de l’étude. « L’innovation clé de notre recherche se résume à la possibilité de contrôler le mouvement collectif de plus de 100 000 molécules au sein de nos nanofibres. En faisant bouger, ‘danser’ ou même bondir temporairement les molécules hors de ces structures, connues sous le nom de polymères supramoléculaires, elles sont capables de se connecter plus efficacement aux récepteurs. »

Une approche adaptable à un vaste éventail de maladies

Selon l’équipe, la thérapie pourrait être utilisée dans un premier temps pour prévenir la paralysie chez les patients après un traumatisme majeur (tel qu’une chute, une blessure sportive ou un accident de la route) et être à terme appliquée à un vaste éventail de maladies.

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« Les tissus du système nerveux central que nous avons réussi à régénérer dans la moelle épinière lésée sont similaires à ceux du cerveau affectés par un accident vasculaire cérébral et des maladies neurodégénératives, telles que la SLA, la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer », souligne Stupp. « Au-delà de cela, notre découverte fondamentale sur le contrôle du mouvement des assemblages moléculaires pour améliorer la signalisation cellulaire pourrait être appliquée universellement à toutes les cibles biomédicales. »