Des chercheurs de l'EPFL et du CHUV, dirigés par les professeurs Grégoire Courtine et Jocelyne Bloch, ont franchi une étape majeure dans le traitement des lésions médullaires (LME). En appliquant une stimulation cérébrale profonde (DBS) à une région inattendue du cerveau ; l'hypothalamus latéral (LH) – ; l'équipe a amélioré la récupération des mouvements des membres inférieurs chez deux personnes atteintes de LME partielle, améliorant considérablement leur autonomie et leur bien-être. .
Wolfgang Jäger, un homme de 54 ans originaire de Kappel, en Autriche, est en fauteuil roulant depuis 2006 après qu'un accident de ski lui ait causé une blessure à la moelle épinière. En participant à l’essai clinique, il a pu constater par lui-même à quel point une stimulation cérébrale profonde pouvait restaurer sa mobilité et son indépendance. « L'année dernière, en vacances, cela n'a posé aucun problème de descendre quelques marches et de revenir à la mer grâce à la stimulation », a expliqué Jäger, décrivant la nouvelle liberté que DBS lui a donnée. Au-delà de la marche, la thérapie a amélioré les tâches quotidiennes. « Je peux aussi accéder aux objets contenus dans mes placards dans la cuisine », a-t-il ajouté.
DBS est une technique neurochirurgicale bien établie qui consiste à implanter des électrodes dans des régions spécifiques du cerveau pour moduler l'activité neuronale. Traditionnellement, la DBS est utilisée pour traiter les troubles du mouvement comme la maladie de Parkinson et les tremblements essentiels en ciblant les zones du cerveau responsables du contrôle moteur. Cependant, l’application du DBS à l’hypothalamus latéral pour traiter la paralysie partielle constitue une nouvelle approche. En se concentrant sur la LH, les chercheurs de . Neurorestore a exploité une voie neuronale inattendue qui n'avait pas été envisagée auparavant pour la récupération motrice.
Dans l'étude publiée dans Médecine naturelle, non seulement le DBS a montré des résultats immédiats pour augmenter la marche pendant la rééducation, mais les patients ont également montré une amélioration à long terme qui persistait même lorsque la stimulation était désactivée. Ces résultats suggèrent que le traitement a favorisé une réorganisation des fibres nerveuses résiduelles qui contribuent à des améliorations neurologiques durables.
« Cette recherche démontre que le cerveau est nécessaire pour se remettre d'une paralysie. Étonnamment, le cerveau n'est pas capable de tirer pleinement parti des projections neuronales qui survivent après une lésion de la moelle épinière. Ici, nous avons découvert comment exploiter une petite région de la moelle épinière. cerveau qui n'était pas connu pour être impliqué dans la production de la marche afin d'engager ces connexions résiduelles et d'augmenter la récupération neurologique chez les personnes atteintes de lésions médullaires », explique Courtine, professeur de neurosciences à l'EPFL, au Centre hospitalier universitaire de Lausanne (CHUV) et à l'UNIL et co-directeur du centre .NeuroRestore.
Neurosciences fondamentales combinées à la précision neurochirurgicale
Le succès de cette thérapie DBS reposait sur deux approches complémentaires : les découvertes permises par de nouvelles méthodologies dans les études animales et la traduction de ces découvertes en techniques chirurgicales précises chez l'homme. Pour l’opération, les chercheurs ont utilisé des scanners cérébraux détaillés pour guider les emplacements précis des petites électrodes dans le cerveau, réalisés par Bloch au CHUV, alors que le patient était complètement éveillé.
« Une fois l'électrode en place et la stimulation effectuée, le premier patient a immédiatement dit : « Je sens mes jambes ». Lorsque nous avons augmenté la stimulation, elle a dit : « Je ressens le besoin de marcher ! Ce retour d'expérience en temps réel a confirmé que nous avions ciblé la bonne région, même si cette région n'avait jamais été associée au contrôle des jambes chez l'homme. À ce moment-là, je savais que nous assistions à une découverte importante pour l'organisation anatomique des fonctions cérébrales. « , déclare Bloch, neurochirurgien et professeur au Centre hospitalier universitaire de Lausanne (CHUV), UNIL et EPFL, et co-directeur du centre .NeuroRestore.
Le rôle de l'hypothalamus latéral dans la récupération de la marche
L'identification de la LH comme acteur clé de la récupération motrice après une paralysie est en soi une découverte scientifique importante, étant donné que cette région n'est traditionnellement associée qu'à des fonctions telles que l'éveil et l'alimentation. Cette percée a émergé du développement d'une nouvelle méthodologie en plusieurs étapes qui a commencé par une cartographie anatomique et fonctionnelle du cerveau entier pour établir le rôle de cette région dans la marche, suivie par des expériences sur des modèles précliniques pour établir les circuits précis impliqués dans la récupération. Finalement, ces résultats ont conduit à des essais cliniques sur des participants humains.
« C'est la recherche fondamentale, grâce à la création de cartes détaillées à l'échelle du cerveau, qui nous a permis d'identifier l'hypothalamus latéral dans la récupération de la marche. Sans ce travail fondamental, nous n'aurions pas découvert le rôle inattendu que joue cette région dans la récupération de la marche », « , déclare Jordan Squair, l'un des principaux auteurs de l'étude.
La plate-forme d'imagerie avancée du Wyss Center a joué un rôle essentiel dans cette recherche en fournissant des capacités d'imagerie à haute résolution qui ont permis à l'équipe de cartographier l'activité anatomique et fonctionnelle des neurones à travers le cerveau, permettant ainsi l'identification de l'hypothalamus latéral.
Combiner DBS avec des implants rachidiens pour une récupération améliorée
Ces résultats remarquables ouvrent la voie à de nouvelles applications thérapeutiques pour augmenter la guérison des lésions médullaires. Les recherches futures exploreront l'intégration du DBS à d'autres technologies, telles que les implants rachidiens qui ont déjà montré leur potentiel dans la restauration du mouvement après une lésion médullaire. « L'intégration de nos deux approches – stimulation cérébrale et vertébrale – offrira une stratégie de récupération plus complète pour les patients souffrant de lésions médullaires », déclare Courtine.
