Dans cette interview,Ma Cliniquea parlé au Dr Aryn Gittis de ses dernières recherches sur la maladie de Parkinson et de la façon dont la stimulation cérébrale profonde pourrait être utilisée pour aider à traiter cette maladie.
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Pouvez-vous vous présenter, nous parler de votre parcours dans le domaine des maladies neurologiques et de ce qui a inspiré vos dernières recherches ?
Je m’appelle Aryn Gittis. J’ai commencé à étudier la maladie de Parkinson en tant que post-doctorant en 2008 et c’est l’objectif central de mon laboratoire depuis que j’ai commencé à l’Université Carnegie Mellon en 2012.
Les statistiques montrent que plus de 10 millions de personnes dans le monde vivent avec la maladie de Parkinson, mais il n’existe toujours pas de remède. Pourquoi et quels traitements sont actuellement disponibles pour aider à soulager les symptômes de la maladie de Parkinson ?
La maladie de Parkinson est une maladie complexe. Il provient de la dégénérescence des neurones dopaminergiques, qui modifie ensuite le fonctionnement des cellules cérébrales dans tout le cerveau. Il est donc difficile de comprendre comment intervenir de manière à restaurer le mouvement sans provoquer d’effets secondaires. Parce que les patients ne développent souvent pas les symptômes moteurs utilisés pour le diagnostic jusqu’à ce que près de 70 % de leur dopamine aient été perdues, le traitement commence tard dans le processus de la maladie après qu’un certain nombre de systèmes cérébraux sont déjà affectés.
Par conséquent, il n’existe pas un seul traitement qui puisse inverser tous les symptômes de la MP. Même les traitements comme la lévodopa, qui tentent de restaurer les niveaux de dopamine, produisent des effets secondaires au fil du temps car le cerveau s’adapte constamment aux changements de son environnement chimique.
Crédit d’image : Astrid Gast/Shutterstock.com
Qu’est-ce que la stimulation cérébrale profonde (DBS) et pourquoi les chercheurs ne comprennent-ils toujours pas pleinement son fonctionnement ?
La stimulation cérébrale profonde est une technique dans laquelle une électrode est implantée dans le cerveau et la stimulation est utilisée pour perturber les rythmes cérébraux anormaux associés à une maladie.
Quelles sont certaines des limites actuelles de la DBS et de son application à la maladie de Parkinson ?
Actuellement, le DBS ne fonctionne que pour soulager les symptômes lorsque la stimulation est activée. Dès que la stimulation est désactivée, les symptômes réapparaissent. Ainsi, le traitement masque les symptômes, mais ne résout pas les problèmes sous-jacents.
Actuellement, pour que les patients obtiennent un soulagement de leurs symptômes, ils doivent recevoir une simulation continue, mais votre nouvelle recherche pourra peut-être changer cela. Comment avez-vous rendu cela possible ?
Nous avons trouvé un moyen de fournir une stimulation d’une manière beaucoup plus spécifique que ce qui a été utilisé auparavant. Avec notre approche, 30 minutes de stimulation suffisaient pour restaurer le mouvement, puis le stimulateur pouvait être laissé en veille pendant des heures sans que les symptômes ne reviennent.
Pouvez-vous décrire comment vous avez mené vos dernières recherches sur la DBS et la maladie de Parkinson ? Qu’avez-vous découvert ?
Mon laboratoire étudie comment les cellules cérébrales communiquent pendant le mouvement et pourquoi la perte de dopamine, comme cela se produit dans la maladie de Parkinson, perturbe leur communication. Grâce à cette recherche fondamentale, nous avons observé comment différents types de neurones réagissaient à la stimulation électrique et avons trouvé une brève fenêtre, juste après l’activation de la stimulation, où certains neurones ont accéléré et d’autres ralenti. Il s’agissait du même schéma d’activité neuronale qui avait produit des effets thérapeutiques durables dans une étude précédente, mais cette recherche a été effectuée à l’aide d’une technique appelée optogénétique, qu’il n’est pas possible d’utiliser chez l’homme.
Mais si nous laissions la stimulation allumée plus de quelques secondes, tous les neurones commençaient à accélérer et la spécificité était perdue. Cela nous a suggéré que si nous modélisions correctement notre stimulation électrique – en utilisant de brèves impulsions de stimulation, plutôt qu’une stimulation continue telle qu’utilisée pendant la DBS conventionnelle, nous pourrions utiliser la DBS pour conduire un modèle spécifique d’activité neuronale qui peut induire des réponses thérapeutiques de longue durée.
Lorsque nous avons testé cette idée chez des souris parkinsoniennes, nous avons constaté que le burst-DBS augmentait le mouvement au même degré que les protocoles DBS conventionnels, mais permettait aux souris de continuer à bouger après la désactivation de la stimulation, alors que les souris ayant reçu le protocole DBS conventionnel ont cessé de bouger dès que que la stimulation a été désactivée.
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Dans un monde où une grande attention scientifique et médicale a été accordée à la pandémie actuelle de COVID-19, pourquoi est-il toujours aussi important de continuer à sensibiliser et à rechercher les causes et les options de traitement de la maladie de Parkinson ?
La maladie de Parkinson est le deuxième trouble neurologique le plus fréquent après la maladie d’Alzheimer et touche près d’un million de personnes aux États-Unis. Comme la population américaine vieillit, ce nombre devrait augmenter. Le développement rapide de vaccins contre le COVD-19 a été rendu possible grâce à des décennies de recherche fondamentale qui s’est ensuite traduite à une vitesse sans précédent par des partenariats alignés entre les laboratoires universitaires, l’industrie et le gouvernement.
Plutôt que de détourner l’attention de l’étude d’autres maladies, la réponse du monde au COVID devrait servir d’inspiration pour ce qui peut être accompli lorsque nous allons à fond dans le traitement d’une maladie. Le COVID-19 restera probablement en circulation pour les années à venir, mais sa menace pour la santé publique diminuera.
À l’inverse, les charges de santé publique liées aux maladies neurologiques et neuropsychiatriques continuent de croître. Mais la recherche fondamentale est là, et si nous nous concentrons sur la traduction de ce traitement du laboratoire de recherche à la clinique, je pense que nous verrons des percées majeures dans la façon dont nous traitons ces maladies au cours des 10 prochaines années.
Comment votre recherche contribuera-t-elle à faire avancer de manière significative la recherche sur la maladie de Parkinson ?
Nous avons trouvé un modèle de stimulation qui peut déjà être programmé à l’aide d’appareils existants qui peuvent réduire le temps de stimulation et fournir des effets thérapeutiques plus durables. Nous ne comprenons pas encore pleinement pourquoi les effets de la stimulation par rafale durent si longtemps, mais une possibilité intéressante est qu’elle traite le dysfonctionnement du circuit sous-jacent, plutôt que de simplement masquer les symptômes. C’est la recherche que nous menons actuellement.
Nous voulons étudier les effets à court et à long terme du DBS en rafale dans tout le système moteur. Notre espoir est que nous puissions utiliser cette stimulation pour réentraîner le système moteur à fonctionner malgré l’absence continue de dopamine.
Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d’informations ?
- Le site de mon laboratoire : https://labs.bio.cmu.edu/gittis/
- L’Institut des Neurosciences, CMU : https://www.cmu.edu/ni/
- Collège des sciences Mellon, CMU : https://www.cmu.edu/mcs/
À propos du Dr Aryn Gittis
Aryn Gittis, Ph.D., est professeur agrégé au Département des sciences biologiques et à l’Institut des neurosciences de la CMU. Elle a obtenu son diplôme de premier cycle de l’Université Brandeis en 2001 et a été boursière Fulbright en France de 2001 à 2002. Elle a obtenu son doctorat. de l’UCSD en 2008 où elle a étudié avec Sascha du Lac, puis a terminé une bourse postdoctorale dans le laboratoire d’Anatol Kreitzer au Gladstone Institute/UCSF en 2012. Pour son travail postdoctoral, elle a obtenu un K99 de NINDS et a été finaliste en 2012 pour le Prix Eppendorf & Science de neurobiologie.
Elle a rejoint la CMU en 2012, où son laboratoire utilise l’électrophysiologie, l’optogénétique et des approches informatiques pour étudier la progression du dysfonctionnement du circuit neuronal dans des modèles murins de la maladie de Parkinson, dans le but de développer des stratégies pour guider la plasticité thérapeutique qui peut réparer le dysfonctionnement du circuit et restaurer le mouvement. .
Elle a reçu de nombreux prix pour ce travail, dont une bourse NARSAD pour jeune chercheur en 2013, le prix Janett Rosenberg Trubatch pour le développement de carrière de la Society for Neuroscience en 2018, et a été finaliste pour le prix Science et PINS pour la neuromodulation en 2018.
