Dans une étude récente, des chercheurs de l’Université Xi’an Jiaotong-Liverpool et d’autres universités chinoises ont rapporté que la stimulation cérébrale combinée à un spray nasal contenant des nanoparticules peut améliorer la récupération après un AVC ischémique chez un modèle animal.
Le spray nasal est une méthode non invasive pour délivrer des nanoparticules magnétiques dans le cerveau qui, selon l’étude, peut augmenter les avantages de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). La TMS est une méthode de stimulation cérébrale non invasive déjà utilisée en clinique ou dans des essais cliniques pour traiter des affections neurologiques telles que les accidents vasculaires cérébraux, la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer, la dépression et la toxicomanie.
Les rats qui ont reçu un traitement combiné de nanoparticules et de TMS toutes les 24 heures pendant 14 jours après un AVC ischémique avaient une meilleure santé globale, prenaient du poids plus rapidement et avaient des fonctions cognitives et motrices améliorées par rapport à ceux traités avec du TMS seul.
Pendant le traitement TMS, un courant électrique traverse une bobine électrique placée à l’extérieur du crâne, produisant un champ magnétique qui stimule les cellules cérébrales en induisant un courant électrique supplémentaire à l’intérieur du cerveau. Cependant, la stimulation n’est souvent pas assez intense pour pénétrer suffisamment loin dans le cerveau pour atteindre les zones nécessitant un traitement.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs montrent que les nanoparticules magnétiques, administrées par voie intranasale, peuvent rendre les neurones plus réactifs et amplifier le signal magnétique du TMS pour atteindre les tissus cérébraux plus profonds, facilitant ainsi la récupération. La découverte offre de nouvelles opportunités pour le traitement des troubles neurologiques.
De l’impossible au possible
La recherche répond à une question clé en nanomédecine – s’il est possible d’améliorer le TMS en utilisant des nanoparticules qui sont délivrées de manière non invasive dans le cerveau. Des personnalités de premier plan dans le domaine ont précédemment déclaré que c’était presque impossible en raison de la barrière hémato-encéphalique. Cette barrière physique sépare le cerveau du reste de la circulation sanguine du corps.
Cependant, l’équipe de chercheurs a surmonté ce problème en guidant les nanoparticules magnétiques plus près de la zone correcte avec un gros aimant près de la tête.
Le Dr Gang Ruan, auteur correspondant de l’étude, déclare : « Nous avons pu surmonter la barrière hémato-encéphalique et envoyer suffisamment de nanoparticules dans le cerveau à utiliser en combinaison avec la simulation TMS pour améliorer la récupération après un AVC.
« Les dispositifs TMS sont déjà utilisés pour le traitement clinique des troubles neurologiques, mais présentent de graves limitations en termes de force de stimulation et de profondeurs du cerveau qu’ils peuvent pénétrer.
« En injectant de manière non invasive des nanoparticules magnétiques dans le cerveau, nous pouvons amplifier et améliorer les effets de la stimulation TMS sur les neurones, rendant le traitement plus efficace », ajoute le Dr Ruan.
« Montrer qu’il est possible d’utiliser les nanoparticules de cette manière ouvre la voie à des applications médicales des nanoparticules pour d’autres troubles neurologiques. »
Franchir les barrières
Les nanoparticules d’oxyde de fer utilisées dans l’étude sont déjà prescrites pour traiter la carence en fer car elles sont non toxiques et biodégradables. L’équipe a également modifié les nanoparticules en les enrobant de diverses substances non toxiques.
Le Dr Ruan déclare : « Le revêtement fait que les nanoparticules adhèrent à la barrière hémato-encéphalique, augmentant leurs chances de la traverser. Sans ce revêtement, les particules rebondissent simplement sur la barrière au lieu de la traverser.
« Les modifications des particules d’oxyde de fer garantissent également que les nanoparticules peuvent adhérer aux neurones et augmenter leur réactivité à la stimulation TMS. »
L’innocuité de l’utilisation des nanoparticules modifiées doit être évaluée dans le cadre d’essais cliniques, mais elles pourraient être utilisées en combinaison avec la TMS et d’autres méthodes telles que l’imagerie cérébrale, pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau et améliorer le traitement des troubles neurologiques. .
« De nombreux scientifiques pensent encore qu’il est impossible d’envoyer suffisamment de nanoparticules dans le cerveau de manière non invasive pour affecter la fonction cérébrale. Pourtant, nous avons montré que c’est possible », déclare le Dr Ruan.
« Nous avons combiné l’expertise de notre équipe dans quatre disciplines différentes, la science des matériaux, la biophysique, les neurosciences et la science médicale, pour repousser les limites de nos connaissances et remettre en question ce que l’on pense actuellement dans le domaine. »
