Comment l'échographie pourrait aider à freiner la maladie de Parkinson
Il existe deux obstacles majeurs à la mise au point de médicaments efficaces contre la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et d'autres maladies qui détruisent le cerveau. Le premier consiste à surmonter la barrière hémato-encéphalique et le second consiste à administrer le médicament à un endroit précis et à s'assurer qu'il ne se propage pas au reste du cerveau.
Désormais, une nouvelle approche utilisant des faisceaux d'ultrasons et des microbulles pourrait être un moyen non invasif de délivrer des médicaments en toute sécurité à des endroits précis du cerveau.
La technique s'appelle l'échographie focalisée (FUS) et promet d'ouvrir la porte à des milliers de médicaments qui pourraient traiter une gamme d'affections cérébrales s'ils pouvaient traverser la barrière hémato-encéphalique.
Les scientifiques de l’université Columbia de la ville de New York qui ont développé le dispositif FUS ont maintenant montré qu’il contribuait à freiner la progression précoce de la maladie de Parkinson et à améliorer la fonction cérébrale chez la souris.
Ils décrivent les résultats d'une récente Journal de la libération contrôlée papier d'étude.
La technique FUS ouvre temporairement la barrière hémato-encéphalique dans une partie spécifique du cerveau pour permettre aux médicaments d'atteindre uniquement cette partie.
Ouverture de la barrière hémato-encéphalique
La barrière hémato-encéphalique est une caractéristique complexe des vaisseaux sanguins qui alimentent le cerveau et le reste du système nerveux central.
La barrière empêche les agents pathogènes et les substances potentiellement nocives de passer de la circulation sanguine dans le parenchyme, ou tissu fonctionnel, du cerveau.
La technique FUS transmet des impulsions ultrasonores à travers le crâne à un emplacement précis dans le cerveau. Lorsque les impulsions rencontrent des microbulles que les scientifiques ont injectées dans la circulation sanguine, elles font osciller les microbulles entre les parois des minuscules vaisseaux sanguins.
Les microbulles oscillantes provoquent une augmentation réversible de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique à cet endroit.
Lorsque les faisceaux FUS s'arrêtent, les microbulles cessent d'osciller et l'accès temporaire à travers la barrière hémato-encéphalique se ferme.
Le FUS envoie des gènes et des protéines dans le cerveau
Pour l’étude récente, l’équipe s’est concentrée sur la maladie de Parkinson. Ils ont montré qu'ils pouvaient utiliser le FUS pour transmettre des gènes et des protéines altérant le cerveau à travers la barrière hémato-encéphalique.
Une fois la barrière franchie, les gènes et les protéines ont partiellement restauré les voies de libération de dopamine dans le cerveau. La perte de capacité à fabriquer de la dopamine - un messager chimique important pour contrôler les mouvements - est une caractéristique précoce de la maladie de Parkinson.
Les chercheurs ont également constaté une réduction de certains des symptômes comportementaux de la maladie de Parkinson chez les souris.
«Nous avons trouvé des améliorations neuronales à la fois comportementales et anatomiques dans le cerveau», explique Elisa Konofagou, l'une des auteurs principaux de l'étude qui est professeur de génie biomédical et également de radiologie.
Le professeur Konofagou dit qu’elle et son équipe sont les premières à utiliser les médicaments disponibles pour restaurer une voie de libération de dopamine dans la maladie de Parkinson au stade précoce.
La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis vient d’accorder aux chercheurs une exemption relative aux dispositifs de recherche afin qu’ils puissent le tester en toute sécurité afin d’administrer des médicaments aux personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer.
Système portable pour les traitements à domicile
L'équipe du professeur Konofagou est le seul groupe aux États-Unis à avoir obtenu l'approbation de la FDA pour essayer d'ouvrir la barrière hémato-encéphalique à l'aide d'ultrasons. D'autres qui travaillent dans ce domaine utilisent des nanoparticules pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique ou une IRM pour guider la procédure.
L'appareil FUS que le professeur Konofagou et son équipe ont développé est plus petit, plus rapide et moins cher. Il utilise un transducteur à un seul élément au lieu d'un casque abritant plus de 1000 éléments. De plus, son «système de neuronavigation» ne nécessite pas d'IRM. L'équipe le compare à celui que les neurochirurgiens utilisent, sauf qu'il utilise un transducteur à ultrasons au lieu d'un instrument chirurgical.
L'équipe envisage un système FUS portable que les médecins peuvent facilement entrer et sortir des chambres des patients dans un hôpital, et un jour, même à l'intérieur et à l'extérieur de leur domicile. De plus, la durée du traitement ne dure qu'environ une demi-heure au lieu des 3 ou 4 heures nécessaires à une procédure guidée par IRM.
Après l’essai chez des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, le professeur Konofagou prévoit de tester le dispositif chez des personnes atteintes de la maladie de Parkinson.
«Nous avons pu freiner la progression rapide de la neurodégénérescence tout en améliorant la fonction neuronale. Nous prévoyons que notre étude ouvrira de nouvelles voies thérapeutiques pour le traitement précoce des maladies du système nerveux central. »
Pr Elisa Konofagou
