Les traumatismes crâniens (TCC) et les accidents vasculaires cérébraux ischémiques sont des problèmes de santé publique majeurs et les principales causes de décès et d’invalidité dans le monde. Une équipe de recherche dirigée par des neuroscientifiques de la City University of Hong Kong (CityU) a récemment découvert que les rayonnements ionisants à faible dose (LDIR), tels que l’irradiation aux rayons X, peuvent réduire la taille des lésions et inverser les déficits moteurs chez les souris TBI et victimes d’accidents vasculaires cérébraux ischémiques, démontrant que Le LDIR pourrait constituer une stratégie thérapeutique prometteuse pour les patients atteints de traumatisme crânien et d’accident vasculaire cérébral.
Près de la moitié des survivants d’un traumatisme crânien et d’un accident vasculaire cérébral souffrent d’une déficience motrice et d’un handicap à vie. « Habituellement, les lésions cérébrales secondaires s’aggravent avec le temps après des blessures primaires lors d’un traumatisme crânien (agressions mécaniques telles qu’un accident de voiture ou des chutes de personnes âgées) et d’accidents vasculaires cérébraux (lorsque le flux sanguin vers le cerveau est bloqué), en raison de l’environnement neuroinflammatoire défavorable et hostile dans le cerveau », a expliqué le professeur Eddie Ma Chi-him, du département de neurosciences de CityU, qui a dirigé la recherche. « Mais il n’existe toujours pas de traitement efficace pour réparer le système nerveux central après une lésion cérébrale. »
On sait depuis longtemps que l’irradiation aux rayons X à faible dose peut améliorer les réponses adaptatives, notamment en prolongeant l’espérance de vie moyenne, en stimulant le système immunitaire, en cicatrisant les plaies et en stimulant la croissance cellulaire chez les animaux, ainsi qu’en neuroprotection dans les modèles animaux de maladies neurodégénératives, principalement dues à l’immunomodulation. Sur la base de ces études, le professeur Ma et son équipe ont émis l’hypothèse que les effets immunomodulateurs du LDIR pourraient jouer un rôle central dans l’atténuation des dommages et dans la promotion de la cicatrisation des plaies après une lésion cérébrale.
Dans leur étude récente, ils ont découvert qu’une irradiation aux rayons X à faible dose inversait complètement les déficits moteurs chez les souris TBI et victimes d’accidents vasculaires cérébraux et rétablissait l’activité cérébrale après un accident vasculaire cérébral. Plus important encore, le traitement par irradiation aux rayons X à faible dose retardé de huit heures était toujours efficace pour permettre une récupération complète de la fonction motrice après un accident vasculaire cérébral, ce qui est très pertinent d’un point de vue clinique pour la traduction des résultats en applications cliniques, car cela est très susceptible de se produisent en milieu clinique, où des heures peuvent s’écouler avant qu’un traitement ne soit disponible.
Les souris ont été traitées par irradiation aux rayons X du corps entier après une blessure par blessure corticale ou un accident vasculaire cérébral ischémique photothrombotique, tandis que le groupe de souris témoin n’a reçu aucune irradiation (simulée). Sept jours après une blessure corticale par arme blanche, les souris irradiées aux rayons X ont présenté une réduction de la taille des lésions de 48 %. L’imagerie par résonance magnétique a montré que l’irradiation aux rayons X réduisait de manière significative le volume de l’infarctus des souris victimes d’un accident vasculaire cérébral de 43 à 51 % au cours de la première semaine après l’induction d’un accident vasculaire cérébral ischémique. Ces résultats soutiennent une observation clinique courante selon laquelle les patients victimes d’un AVC présentant un volume d’infarctus plus faible ont généralement de meilleurs résultats cliniques.
De plus, l’irradiation aux rayons X a accéléré la récupération substantielle de la fonction motrice détectée par la marche en haricot étroit, l’escalade de poteaux et la force de préhension après une blessure par blessure corticale et un accident vasculaire cérébral ischémique. Par exemple, les souris irradiées aux rayons X ont mis beaucoup moins de temps à traverser un faisceau étroit, avec moins de glissements de pieds, ce qui indique que les souris irradiées aux rayons X ont démontré une excellente coordination motrice et un excellent équilibre peu de temps après une blessure par blessure corticale et un accident vasculaire cérébral ischémique.
L’équipe a également mené une analyse transcriptomique au niveau des systèmes, qui a montré que les gènes régulés positivement chez les souris stoke traitées au LDIR étaient enrichis en voies associées aux réponses inflammatoires et immunitaires impliquant les microglies. Le LDIR a induit une régulation positive des gènes liés aux anti-inflammatoires et à la phagocytose, ainsi qu’une régulation négative de la production clé de cytokines pro-inflammatoires. Ceci suggère que le traitement LDIR a un fort effet immunomodulateur grâce à l’expression de gènes impliqués dans les réponses inflammatoires et immunitaires.
De manière plus frappante, leur étude a démontré que le LDIR favorisait les projections axonales (recâblage cérébral) dans le cortex moteur et la récupération de l’activité cérébrale détectée par les enregistrements d’électroencéphalographie des mois après un accident vasculaire cérébral. Même si le traitement LDIR a été retardé de huit heures après la blessure, il a néanmoins conservé son plein effet thérapeutique sur la récupération motrice.
Nos résultats indiquent que le LDIR est une stratégie thérapeutique prometteuse pour les patients atteints de traumatisme crânien et d’accident vasculaire cérébral. Les équipements d’irradiation aux rayons X à usage médical sont couramment disponibles dans tous les grands hôpitaux. Nous pensons que cette stratégie pourrait être utilisée pour répondre à des besoins médicaux non satisfaits en accélérant la restauration de la fonction motrice dans une fenêtre thérapeutique limitée après une lésion cérébrale grave, comme un traumatisme crânien et un accident vasculaire cérébral, ce qui justifie d’autres études cliniques pour une stratégie de traitement potentielle pour les patients.
Professeur Eddie Ma Chi-him, Département de neurosciences à CityU
Les résultats ont été publiés dans Cerveau, comportement et immunité sous le titre « Les rayonnements ionisants à faible dose favorisent la récupération motrice et le recâblage cérébral en résolvant la réponse inflammatoire après une lésion cérébrale et un accident vasculaire cérébral ».
Le premier auteur est le Dr Au Ngan-pan, titulaire d’un doctorat CityU et actuellement maître de conférences à l’Université de Portsmouth. L’auteur correspondant est le professeur Ma. Parmi les autres collaborateurs de CityU figurent le professeur Kannie Chan Wai-yan et le professeur Peter Yu Kwan-ngok, ainsi que les doctorants Wu Tan et Joseph Lai Ho-chi. La recherche a été soutenue par le Fonds général de recherche du Conseil des subventions de recherche, le Fonds de recherche pour la santé et la médecine du Bureau de l’alimentation et de la santé du gouvernement de la RAS de Hong Kong et la Commission des sciences, de la technologie et de l’innovation de Shenzhen.
