Une thérapie de stimulation nerveuse développée au Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons s’avère prometteuse dans les études animales et pourrait éventuellement permettre aux personnes atteintes de lésions de la moelle épinière de retrouver la fonction de leurs bras.
« La technique de stimulation cible les connexions du système nerveux épargnées par les blessures », explique Jason Carmel, MD, PhD, neurologue à l’Université de Columbia et NewYork-Presbyterian qui dirige la recherche, « leur permettant de reprendre une partie de la fonction perdue. »
Les résultats ont été publiés en décembre dans la revue Cerveau.
Une quête personnelle pour développer des traitements pour les personnes paralysées
En 1999, alors que Carmel était étudiant en deuxième année de médecine à Columbia, son frère jumeau identique a subi une blessure à la moelle épinière, le paralysant de la poitrine aux pieds et limitant l’utilisation de ses mains.
La vie de Carmel a également changé ce jour-là. La blessure de son frère a finalement conduit Carmel à devenir neurologue et neuroscientifique, dans le but de développer de nouveaux traitements pour restaurer le mouvement chez les personnes atteintes de paralysie.
Ces dernières années, certaines études très médiatisées sur la stimulation électrique de la moelle épinière ont permis à quelques personnes atteintes de paralysie incomplète de recommencer à se tenir debout et à faire des pas.
L’approche de Carmel est différente parce qu’elle cible le bras et la main et parce qu’elle associe la stimulation du cerveau et de la moelle épinière à une stimulation électrique du cerveau suivie d’une stimulation de la moelle épinière.
Lorsque les deux signaux convergent au niveau de la moelle épinière, à environ 10 millisecondes l’un de l’autre, nous obtenons l’effet le plus fort et la combinaison semble permettre aux connexions restantes dans la moelle épinière de prendre le contrôle. »
Jason Carmel, MD, PhD, neurologue à l’Université de Columbia et NewYork-Presbyterian
Dans sa dernière étude, Carmel a testé sa technique – appelée plasticité associative de la moelle épinière (SCAP) – sur des rats présentant des lésions modérées de la moelle épinière. Dix jours après la blessure, les rats ont été randomisés pour recevoir 30 minutes de SCAP pendant 10 jours ou une stimulation fictive. À la fin de la période d’étude, les rats qui ont reçu le SCAP ciblé sur leurs bras étaient significativement meilleurs pour manipuler les aliments, par rapport à ceux du groupe témoin, et avaient des réflexes presque normaux.
« Les améliorations de la fonction et de la physiologie ont persisté aussi longtemps qu’elles ont été mesurées, jusqu’à 50 jours », explique Carmel.
Les résultats suggèrent que SCAP provoque des changements durables dans les synapses (connexions entre les neurones) ou les neurones eux-mêmes. « Les signaux appariés imitent essentiellement l’intégration sensori-motrice normale qui doit se réunir pour effectuer un mouvement qualifié », explique Carmel.
Des souris aux humains
Si la même technique fonctionne chez les personnes atteintes de lésions de la moelle épinière, les patients pourraient retrouver quelque chose d’autre qu’ils ont perdu dans la blessure : l’indépendance. De nombreuses études sur la stimulation de la moelle épinière se concentrent sur la marche, mais « si vous demandez aux personnes atteintes d’une lésion de la moelle épinière cervicale, qui sont la majorité, quel mouvement elles veulent récupérer, elles disent la fonction de la main et du bras », explique Carmel. « La fonction main et bras permet aux gens d’être plus indépendants, comme passer d’un lit à un fauteuil roulant ou s’habiller et se nourrir. »
Carmel teste actuellement le SCAP sur des patients atteints de lésions de la moelle épinière à Columbia, Weill Cornell et le VA Bronx Healthcare System dans le cadre d’un essai clinique parrainé par l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux. La stimulation se fera soit lors d’une intervention chirurgicale cliniquement indiquée, soit de manière non invasive, en utilisant la stimulation magnétique du cerveau et la stimulation de la peau à l’avant et à l’arrière du cou. Les deux techniques sont couramment pratiquées en milieu clinique et sont connues pour être sûres.
Dans le cadre de l’essai, les chercheurs espèrent en savoir plus sur le fonctionnement du SCAP et sur la manière dont la synchronisation et la force des signaux affectent les réponses motrices des doigts et des mains. Cela jetterait les bases de futurs essais visant à tester la capacité de la technique à améliorer de manière significative la fonction de la main et du bras.
À plus long terme, les chercheurs pensent que l’approche pourrait être utilisée pour améliorer le mouvement et la sensation chez les patients atteints de paralysie du bas du corps.
En attendant, le jumeau de Jason Carmel travaille, se marie et élève ses propres jumeaux. « Il a une vie bien remplie, mais j’espère que nous pourrons lui rendre plus de fonctions, ainsi que d’autres personnes souffrant de blessures similaires », a déclaré Carmel.
