Après une lésion de la moelle épinière, les cellules voisines se mettent rapidement en action et forment un tissu cicatriciel protecteur autour de la zone endommagée pour la stabiliser et la protéger. Mais au fil du temps, une cicatrisation trop importante peut empêcher les nerfs de se régénérer, entravant le processus de guérison et entraînant des lésions nerveuses permanentes, une perte de sensation ou une paralysie.
Des chercheurs de l'Université de Californie à San Francisco ont découvert comment un type de cellules rarement étudié contrôle la formation de tissu cicatriciel dans les lésions de la moelle épinière. L'équipe a montré que l'activation d'une voie moléculaire dans ces cellules, chez la souris, leur permet de contrôler les niveaux de cicatrisation de la moelle épinière. La nouvelle recherche paraîtra le 18 septembre dans Nature.
En éclairant la biologie de signalisation fondamentale derrière la cicatrisation de la moelle épinière, ces découvertes soulèvent la possibilité de pouvoir un jour affiner pharmacologiquement l'étendue de cette cicatrisation.
David Julius, PhD, auteur principal du nouvel article, professeur et président du département de physiologie à l'UCSF, et lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine 2021
Les lésions de la moelle épinière, causées par un traumatisme physique tel qu'un accident de la route, une chute ou une collision sportive, peuvent endommager les nerfs qui parcourent toute la longueur de la moelle épinière et coordonnent les messages entre le cerveau et le reste du corps. Les traitements reposent principalement sur la chirurgie ou le port d'appareils orthopédiques pour stabiliser la colonne vertébrale, des médicaments pour contrôler la douleur et le gonflement et la physiothérapie.
Julius et ses collègues étudiaient la fonction d'un groupe de neurones mal compris, appelés neurones en contact avec le liquide céphalorachidien (LCR). Ces neurones se trouvent le long du canal creux qui traverse le centre de la moelle épinière et s'étendent dans le liquide céphalorachidien qui remplit le canal.
Un opioïde qui module la cicatrisation
L’équipe a développé une nouvelle méthode pour étiqueter ces neurones, les isoler et mesurer les gènes actifs dans les cellules. Cela leur a permis de découvrir que les cellules expriment un récepteur qui détecte les opioïdes κ, qui sont naturellement produits par le corps humain.
Le groupe a ensuite identifié les cellules de la moelle épinière qui produisent des κ-opioïdes et a montré comment les molécules excitent les neurones en contact avec le LCR.
D’autres expériences ont révélé que la signalisation via ces κ-opioïdes diminuait à la suite d’une lésion de la moelle épinière, transformant les cellules voisines en tissu cicatriciel pour les protéger.
Les chercheurs ont essayé d’administrer des κ-opioïdes supplémentaires aux souris, et les cicatrices ont été réduites ; mais les lésions de la moelle épinière étaient plus graves et les souris n’ont pas récupéré leur coordination motrice aussi bien.
« Les κ-opioïdes pourraient nous donner un moyen, après une lésion de la moelle épinière, de moduler pharmacologiquement l'équilibre délicat entre la production de suffisamment de tissu cicatriciel et la cicatrisation excessive », a déclaré Wendy Yue, PhD, ancienne chercheuse postdoctorale dans le laboratoire de Julius, qui est maintenant professeur adjoint de physiologie à l'UCSF et premier auteur du nouvel article.
Il est important de noter que les κ-opioïdes sont différents des médicaments opioïdes commerciaux tels que l’oxycodone et l’hydrocodone, et ne créent généralement pas de dépendance.
Les scientifiques doivent approfondir leurs recherches pour comprendre pourquoi les niveaux d’opioïdes κ chutent après des lésions de la moelle épinière, ainsi que pour déterminer les niveaux de cicatrisation idéaux pour favoriser une guérison optimale. D’autres études précliniques seraient également nécessaires avant de tester des médicaments liés aux opioïdes κ chez des humains atteints de lésions de la moelle épinière.
Julius a déclaré que les nouvelles découvertes soulignent l’importance de mener des recherches scientifiques fondamentales sur le fonctionnement de divers types de cellules et de molécules de signalisation.
« Nous ne cherchions pas un moyen de contrôler la cicatrisation de la moelle épinière », a-t-il expliqué. « Nous avons cherché à comprendre ce mystérieux type de cellules et avons découvert un mécanisme à la fois intéressant sur le plan biologique et susceptible d'avoir un potentiel thérapeutique. »
