Quand quelqu'un a un accident vasculaire cérébral – une cause mondiale de mort et de handicap – le temps est de l'essence. Près de neuf cas sur 10 sont des AVC ischémiques, causés par un flux sanguin restreint dans le cerveau, et le traitement actuel standard qui rompt les caillots sanguins doit être délivré dans les quatre heures et demie des symptômes.
Les chercheurs sont à la recherche de moyens d'étendre cette horloge à cocher et de permettre une meilleure récupération de l'AVC. Une perspective prometteuse est une thérapie expérimentale des cellules souches pour aider à réparer les tissus cérébraux endommagés, co-développés par des scientifiques de la Keck School of Medicine of USC, de l'Université de Zurich et de l'ETH Zurich en Suisse. Une étude dans la revue Communications de la nature ont montré qu'une greffe de cellules souches s'est produite une semaine après un accident vasculaire cérébral ischémique chez la souris a conduit à la récupération.
Il y a beaucoup de patients qui ne peuvent pas obtenir le traitement aigu et leurs vaisseaux sanguins restent bloqués. Si nous pouvons apporter ce traitement à la clinique à l'avenir, cela peut aider les patients qui présentent des symptômes à long terme ou de grands accidents vasculaires cérébraux à voir la récupération. «
Ruslan Rust, PhD, auteur de co-correspondant, Professeur adjoint de physiologie de la recherche et des neurosciences à la Keck School of Medicine
Utiliser des cellules souches pour guérir les tissus cérébraux endommagés
La rouille et ses collègues ont reprogrammé les cellules sanguines humaines en cellules souches neurales – qui peuvent mûrir en neurones – et les transplanteraient dans le tissu cérébral endommagé des souris qui avaient des coups. Après cinq semaines, les chercheurs ont comparé leur rétablissement à un groupe de souris de la même litière qui a eu des accidents vasculaires cérébraux mais a subi une intervention chirurgicale sans transplantation.
Le cerveau des souris qui a reçu des cellules souches neuronales transplantées a montré des signes de récupération plus robustes que ceux des souris non traitées. Le cerveau des receveurs de transplantation avait moins d'inflammation, plus de croissance des neurones et des vaisseaux sanguins et plus de connectivité entre les neurones que le cerveau des souris qui n'ont pas reçu de cellules transplantées. Les souris traitées avaient également moins de fuites de la barrière hémato-encéphalique, ce qui est important pour la fonction cérébrale normale et agit comme un filtre pour garder les substances nocives hors du cerveau.
Pour mesurer la fonction, les chercheurs ont utilisé l'intelligence artificielle pour suivre étroitement le mouvement des membres des animaux en marchant et en grimpant une échelle avec des échelons irréguliers.
« La récupération peut être difficile à déterminer chez la souris, nous avions donc besoin de voir ces petites différences », a déclaré Rust. « La vue impartiale que nous avons eue à travers cet outil d'apprentissage en profondeur nous a donné beaucoup plus de détails sur ce processus complexe. »
L'équipe a constaté que les souris traitées ont complètement récupéré les habiletés motrices fines testées dans la tâche d'escalade cinq semaines après les transplantations. À la fin de l'étude, leur démarche s'est également améliorée significativement par rapport aux souris qui ont subi une chirurgie simulée.
Indices parmi les nouvelles cellules cérébrales qui se développent
Lorsque les chercheurs ont examiné quels types de cellules sont mortes en raison d'un AVC, ils ont trouvé une réduction à peu près de 50% des neurones qui sécrètent l'acide gamma-aminobutyrique (GABA), ce qui diminue l'activité dans les cellules cérébrales auxquelles elle se lie. Il a été démontré que ces neurones sécrétant du GABA, connus sous le nom de neurones GABAergiques, aident auparavant la récupération d'un AVC.
L'équipe a également exploré le sort des cellules souches transplantées, constatant que la majorité était devenue des neurones GABAergiques. C'est une indication possible que l'environnement local où l'AVC a blessé le cerveau peut aider à diriger le développement des cellules souches neuronales.
Rust et ses collègues ont également analysé les interactions entre les cellules transplantées et d'autres cellules dans le cerveau des souris. Ils ont trouvé une forte activité dans plusieurs voies de signalisation qui ont été montrées dans des études antérieures associées aux neurones régénératrices, formant des liens entre les neurones et guidant comment les neurones se ramifient.
« Des informations mécanistes peuvent être très importantes si nous cherchons à éclairer de nouvelles thérapies ou à améliorer celles émergentes », a déclaré Rust. « Comprendre les mécanismes nous permet de penser à adapter un médicament qui les régule – peut-être celui qui est déjà cliniquement approuvé pour une maladie différente. Cela pourrait ouvrir une toute nouvelle vague de thérapies. »
L'équipe étudie actuellement d'autres moyens d'augmenter l'activité dans les voies identifiées dans l'étude et d'évaluer les résultats de la greffe chez la souris pendant des périodes de plus de cinq semaines.
« Si nous pouvons aider les gens en transplantant les cellules souches dans un patient en AVC humain, nous voulons que les cellules soient là pour le reste de leur vie », a déclaré Rust. « Donc, notre objectif serait de regarder sur toute la durée de vie d'une souris et de voir ce qui se passe avec les cellules, et de voir également si cette récupération est maintenue ou même s'améliore. »
À propos de cette étude
Le premier auteur de l'étude est Rebecca Weber de l'Université de Zurich et eth Zurich. L'auteur de co-correspondant est Christian Tackenberg de l'Université de Zurich et eth Zurich. D'autres co-auteurs sont Beatriz Achón Buil, Nora Rentsch, Patrick Perron, Stefanie Halliday, Chantal Bodenmann, Kathrin Zürcher, Daniela Uhr, Debora Meier, Siri Peter, Melanie Generalie de l'Université de Zurich et Eth Zurich; Allison Bosworth, Mingzi Zhang et Kassandra Kisler de la Keck School of Medicine; Shuo Lin et Markus Rüegg de l'Université de Bâle en Suisse; et Roger Nitsch de Neerimmune, une entreprise biopharmaceutique suisse.
L'étude a reçu le soutien du Swiss 3R Compentence Center; la Swiss National Science Foundation; le Neuroscience Center Zurich à l'Université de Zurich et Eth Zurich; et la Fondation Maxi.
