Lorsque la moelle épinière des souris et des humains est partiellement endommagée, la paralysie initiale est suivie d’une récupération étendue et spontanée de la fonction motrice. Cependant, après une lésion complète de la moelle épinière, cette réparation naturelle de la moelle épinière ne se produit pas et il n’y a pas de guérison. Une récupération significative après des blessures graves nécessite des stratégies favorisant la régénération des fibres nerveuses, mais les conditions requises pour que ces stratégies rétablissent avec succès la fonction motrice restent insaisissables.
Il y a cinq ans, nous avons démontré que les fibres nerveuses pouvaient être régénérées lors de lésions anatomiquement complètes de la moelle épinière. Mais nous avons également réalisé que cela ne suffisait pas à restaurer la fonction motrice, car les nouvelles fibres ne parvenaient pas à se connecter aux bons endroits de l’autre côté de la lésion. »
Mark Anderson, auteur principal de l’étude
Anderson est directeur de la régénération du système nerveux central chez .NeuroRestore et scientifique au Wyss Center for Bio and Neuroengineering.
Travaillant en tandem avec des pairs de l’UCLA et de la Harvard Medical School, les scientifiques ont utilisé des équipements de pointe dans les installations du Campus Biotech de l’EPFL à Genève pour effectuer des analyses approfondies et identifier le type de neurone impliqué dans la réparation naturelle de la moelle épinière. après une lésion partielle de la moelle épinière. « Nos observations utilisant le séquençage de l’ARN nucléaire unicellulaire ont non seulement révélé les axones spécifiques qui doivent se régénérer, mais ont également révélé que ces axones doivent se reconnecter à leurs cibles naturelles pour restaurer la fonction motrice », explique Jordan Squair, le premier auteur de l’étude. Les conclusions de l’équipe paraissent dans le numéro du 22 septembre 2023 de Science.
Vers une combinaison d’approches
Leur découverte a éclairé la conception d’une thérapie génique à plusieurs volets. Les scientifiques ont activé des programmes de croissance dans les neurones identifiés chez la souris pour régénérer leurs fibres nerveuses, régulé positivement des protéines spécifiques pour soutenir la croissance des neurones à travers le noyau de la lésion et administré des molécules de guidage pour attirer les fibres nerveuses en régénération vers leurs cibles naturelles situées sous la blessure. « Nous nous sommes inspirés de la nature lorsque nous avons conçu une stratégie thérapeutique qui reproduit les mécanismes de réparation de la moelle épinière qui se produisent spontanément après des blessures partielles », explique Squair.
Les souris présentant des lésions anatomiquement complètes de la moelle épinière ont retrouvé la capacité de marcher, présentant des schémas de démarche qui ressemblaient à ceux quantifiés chez les souris qui ont repris la marche naturellement après des blessures partielles. Cette observation a révélé une condition jusqu’alors inconnue pour que les thérapies régénératives réussissent à restaurer la fonction motrice après un neurotraumatisme.
« Nous espérons que notre thérapie génique agira en synergie avec nos autres procédures impliquant une stimulation électrique de la moelle épinière », explique Grégoire Courtine, auteur principal de l’étude et également responsable de l’étude. NeuroRestore en collaboration avec Jocelyne Bloch. « Nous pensons qu’une solution complète pour traiter les lésions de la moelle épinière nécessitera les deux approches : la thérapie génique pour faire repousser les fibres nerveuses concernées et la stimulation vertébrale pour maximiser la capacité de ces fibres et de la moelle épinière située sous la lésion à produire du mouvement. »
Même si de nombreux obstacles doivent encore être surmontés avant que cette thérapie génique puisse être appliquée chez l’homme, les scientifiques ont fait les premiers pas vers le développement de la technologie nécessaire pour réaliser cet exploit dans les années à venir.
