Les blessures aux nerfs peuvent aveugler ou paralyser parce que les cellules nerveuses adultes ne régénèrent pas leurs connexions. Maintenant, une équipe de chercheurs de l’UConn School of Medicine rapporte dans Développement qu’il existe au moins une petite population de cellules nerveuses chez tout le monde qui pourrait être amenée à repousser, restaurant potentiellement la vue et le mouvement.
Glaucome. Névrite optique. Traumatisme ou accident vasculaire cérébral du nerf optique. Toutes ces conditions peuvent endommager de manière irréversible le nerf optique, entraînant la cécité. Le glaucome affecte à lui seul plus de 3 millions de personnes aux États-Unis. Les lésions nerveuses conduisant à la paralysie sont également courantes, avec environ 5 millions de personnes aux États-Unis vivant avec une forme ou une autre de celle-ci, selon la Fondation Christopher Reeve.
Bien que la cécité et la paralysie puissent sembler très différentes, de nombreux types de ces deux affections partagent la même cause sous-jacente : des nerfs dont les axones, les longues fibres qui relient le nerf au cerveau ou à la moelle épinière, sont sectionnés et ne repoussent jamais. Les axones agissent comme des fils, transmettant des impulsions électriques de diverses parties du corps au système nerveux central. Si un fil est coupé, il ne peut pas transmettre de signaux et la connexion est coupée. De même, si les axones du nerf optique ne peuvent pas atteindre le cerveau, ou si les axones de votre orteil ne peuvent pas se connecter à la moelle épinière, vous ne pourrez pas voir de cet œil ni bouger votre orteil.
Certains animaux peuvent repousser les axones, mais les mammifères tels que les souris et les humains ne le peuvent pas. On a supposé que les mammifères n’avaient pas les cellules nerveuses immatures qui seraient nécessaires. Mais une équipe de chercheurs du laboratoire du neuroscientifique de l’UConn School of Medicine Ephraim Trakhtenberg a découvert le contraire: dans un article du 24 avril dans Développement ils rapportent l’existence de neurones qui se comportent de manière similaire aux cellules nerveuses embryonnaires. Ils expriment un sous-ensemble similaire de gènes et peuvent être stimulés expérimentalement pour faire repousser des axones à longue distance qui, dans les bonnes circonstances, pourraient conduire à la guérison de certains problèmes de vision causés par des lésions nerveuses. De plus, les chercheurs ont découvert que les gènes Dynlt1a et Lars2 associés aux mitochondries étaient régulés positivement dans ces neurones lors de la régénération expérimentale des axones, et que leur activation par thérapie génique dans les neurones blessés favorisait la régénération des axones, identifiant ainsi ces gènes comme de nouvelles cibles thérapeutiques. Trakhtenberg pense que des cellules nerveuses immatures similaires existent également dans des régions du cerveau en dehors du système visuel, et pourraient également guérir certaines caractéristiques de la paralysie dans les bonnes circonstances.
Les bonnes circonstances sont cependant difficiles à fournir. Une fois stimulés par un traitement, les axones de ces cellules nerveuses de type embryonnaire commencent à repousser dans les zones lésées, mais ont tendance à se bloquer avant d’atteindre leurs cibles d’origine.
Des recherches antérieures ont montré qu’une combinaison de maturité cellulaire, d’activité génique, de molécules de signalisation dans les axones, ainsi que de cicatrisation et d’inflammation au site de la blessure, semblent toutes empêcher les axones de repousser. Certaines thérapies qui ciblent les gènes, les molécules de signalisation et l’environnement du site de la lésion peuvent encourager les axones à se développer quelque peu, mais ils se développent rarement assez longtemps.
Les chercheurs du laboratoire de Trakhtenberg ont commencé à étudier le comportement d’un autre type de cellule, les oligodendrocytes. Si les axones sont les fils du système nerveux, les oligodendrocytes en font l’isolant. Appelée myéline, elle isole les axones et améliore la conductivité. Cela empêche également les axones de développer des connexions supplémentaires et étrangères.
Généralement, les axones des embryons atteignent leur pleine longueur avant d’être recouverts de myéline. Mais la boursière postdoctorale Agniewszka Lukomska, MD/Ph.D. l’étudiant Bruce Rheume, l’étudiant diplômé Jian Xing et Trakhtenberg ont découvert que dans ces sites de blessure, les cellules qui appliquent la myéline commencent à interagir avec les axones en régénération peu de temps après le début de leur croissance. Cette interaction, qui précède le processus d’isolation, contribue au décrochage des axones, de sorte qu’ils n’atteignent jamais leurs cibles. Les chercheurs décrivent cette découverte dans un article du 27 avril dans Development.
Les chercheurs suggèrent qu’une approche à plusieurs volets serait nécessaire pour régénérer complètement les axones blessés. Des thérapies qui ciblent à la fois le gène et l’activité de signalisation dans les cellules nerveuses seraient nécessaires pour les encourager à se développer comme le ferait une cellule nerveuse embryonnaire. Et nettoyer l’environnement des molécules inhibitrices et empêcher les oligodendrocytes de s’isoler donnerait aux axones le temps de se reconnecter avec leurs cibles dans le système nerveux central avant d’être myélinisés. Ensuite, des traitements qui encouragent les oligodendrocytes à myéliniser les axones viendraient compléter le processus de cicatrisation. Bien que dans certains types de lésions complexes, la protection par myélinisation des axones encore intacts mais démyélinisés contre les dommages inflammatoires qui en résultent puisse avoir la priorité, les dommages inflammatoires secondaires peuvent finalement être contrôlés pharmacologiquement, ouvrant la voie à une pause de la myélinisation et à la régénération thérapeutique des axones sans entrave pour ces types de lésions comme eh bien, dit Trakhtenberg.
Les nouvelles connaissances sur la croissance des axones pourraient un jour ouvrir la voie à des thérapies vraiment efficaces contre la cécité, la paralysie et d’autres troubles causés par des lésions nerveuses. Mais pour Trakhtenberg, la recherche a une signification encore plus profonde. Il répond à certaines des grandes questions sur le développement de notre système nerveux.
Si vous réussissez à régénérer les circuits neuronaux blessés et à restaurer la fonction, cela indiquerait que vous êtes sur la bonne voie pour comprendre comment fonctionnent au moins certaines parties du cerveau. »
Ephraim Trakhtenberg, neuroscientifique
Les chercheurs travaillent actuellement à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires à la fois de la croissance des axones et de l’interaction avec les oligodendrocytes.
