Des médecins et des chercheurs de l'Université de Pittsburgh et de l'UPMC ont développé un nouveau traitement pour les patients épileptiques qui ne répondent pas aux médicaments et ne sont pas candidats à une intervention chirurgicale. Leur approche, publiée aujourd'hui dans Communications naturellesutilise une stimulation cérébrale profonde (DBS) adaptée au câblage cérébral unique de chaque patient.
L'épilepsie touche plus de 50 millions de personnes dans le monde, et environ un tiers d'entre elles ne répondent pas aux médicaments. Pour certains, les crises sont générées dans des parties du cerveau qui contrôlent des fonctions essentielles – la parole, le mouvement ou la vision – et ne peuvent pas être supprimées en toute sécurité. Les « stimulateurs cardiaques » cérébraux, qui envoient de petites impulsions électriques dans la partie centrale du cerveau appelée thalamus, ont aidé certains patients, mais ont eu un effet minime sur d'autres.
Le traitement existant, autorisé par la FDA, ne cible qu'une seule partie du thalamus, le noyau antérieur. Nous avons émis l'hypothèse que la stimulation électrique du cerveau serait plus efficace si nous pouvions cibler la zone spécifique du thalamus la plus fortement connectée aux zones saisies du cortex cérébral.
Arianna Damiani, MSc, auteur principal de l'étude et chercheuse étudiante diplômée, Rehab Neural Engineering Laboratories (RNEL)
L'équipe de recherche, composée de médecins, de neuroscientifiques et de bio-ingénieurs, a créé des cartes détaillées de l'activité épileptique de 41 patients atteints d'épilepsie pharmacorésistante. À l’aide d’imagerie avancée et d’enregistrements cérébraux, les chercheurs ont élucidé les connexions cérébrales entre les régions sujettes aux crises du cortex cérébral des patients, la couche la plus externe de leur cerveau, et divers emplacements du thalamus, une structure cérébrale profonde située au centre topographique de la tête.
Lorsque l’équipe a stimulé électriquement la zone du thalamus la mieux adaptée à l’activité épileptique dans le cortex cérébral, les patients ont constaté une diminution spectaculaire du nombre et de la gravité des crises. Dans un groupe de patients ayant reçu des implants à long terme, ceux bénéficiant d'un ciblage personnalisé ont présenté une réduction moyenne des crises de près de 90 %. Certains n’ont plus eu de crises pendant des mois.
« Il s'agit d'une étape majeure vers une stimulation cérébrale plus efficace chez les personnes souffrant d'épilepsie résistante aux traitements », a déclaré Damiani. « Ce n'est pas seulement un traitement, c'est ton traitement. »
Cette étude était unique dans la mesure où elle combinait plusieurs techniques – stimulation électrique, imagerie et évaluation clinique – au sein de la même cohorte de patients. Les recherches antérieures se sont largement concentrées sur un seul aspect.
« L'unité de surveillance de l'épilepsie de l'UPMC Presbyterian ressemble à peu d'autres dans le monde », a déclaré le co-auteur Jorge Gonzalez-Martinez, MD, Ph.D., neurochirurgien de l'UPMC et directeur du service de chirurgie de l'épilepsie. « Cette technologie nous a permis de créer un nouveau cadre de collecte et d'analyse de données qui a finalement abouti à des traitements hyper-personnalisés pour nos patients. La combinaison d'une expertise clinique élevée et d'une science de pointe est ce qui rend possibles des progrès cliniques significatifs.
Dans le passé, l'équipe Pitt/UPMC a utilisé la DBS ciblant le thalamus pour restaurer la mobilité du bras chez les patients présentant une paralysie partielle due à un traumatisme crânien et à un accident vasculaire cérébral. Les chercheurs pensent que cette approche de ciblage précise pourrait potentiellement être utilisée pour traiter d’autres pathologies, notamment des troubles psychiatriques, comme la dépression ou la toxicomanie.
« Nous comprenons de plus en plus les mécanismes communs à la base de nombreuses affections qui proviennent du cerveau », a déclaré Elvira Pirondini, Ph.D., co-auteure principale, également du RNEL. « Pour les accidents vasculaires cérébraux et l'épilepsie, nous avons ciblé une zone située profondément dans le cerveau et reliée au cortex moteur. La différence était de savoir si nous voulions renforcer l'activité ou la supprimer. »
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