Des rats ayant une lésion spinale qui arrivent de nouveau à nager et à monter des escaliers, ces images surprenantes vous disent sans doute quelque chose. En 2012, l'équipe dirigée par Grégoire Courtine à l'École polytechnique de Lausanne (EPFL) avait montré dans « Science » comment des rats paraplégiques pouvaient récupérer une motricité après stimulation électrochimique de la moelle épinière et une physiothérapie soutenue avec assistance robotisée.
Dans « Nature », l'équipe suisse vient de renouveler l'expérience et met à jour le mécanisme grâce auquel ce type de rééducation intensive multimodale permet de récupérer une motricité chez le rat.
Induire une dérivation par un circuit alternatif
Grâce à des outils technologiques de pointe, les chercheurs ont montré comment le cerveau est capable de réacheminer des commandes motrices spécifiques par des voies alternatives, via le développement de nouvelles connexions entre le cortex moteur et le tronc cérébral, et entre le tronc cérébral et la moelle épinière.
« La guérison n'est pas spontanée, souligne Léonie Asboth, de l'EPFL et premier auteur. Pour que le câblage ait lieu, les animaux doivent suivre une thérapie de rééducation intensive. »
Dans l'étude, la rééducation associait une stimulation électrique via des électrodes épidurales au-dessous de la lésion au niveau de L2 et S1 et chimique via l'administration systémique d'un agoniste sérotoninergique (quipazine). La physiothérapie était effectuée sur un tapis roulant avec un harnais intelligent qui allège le poids de la gravité.
Le programme de rééducation prévu sur 2 mois était débuté 7 jours après la lésion spinale, à raison d'une séance quotidienne de 40 minutes, 6 jours par semaine. Cinq minutes avant chaque séance, une injection de quipazine ajustée aux performances locomotrices de la veille était administrée. La stimulation électrique au niveau de L2 et S1 était continue pendant l'entraînement sur tapis roulant.
La formation réticulée comme acteur clef
En comparant les cerveaux de rats blessés réhabilités et ceux de rats normaux, les scientifiques ont identifié une région spécifique du tronc cérébral comme acteur clef du rétablissement : la formation réticulée.
À l'aide d'un puissant microscope à « feuilles lumineuses » (« light sheet microscope ») récemment mis au point par le Wyss Center for Bio and Neuroengineering de Genève, les chercheurs ont obtenu des images 3D qui illustrent la réorganisation des connexions.
La grande question est de savoir si ces résultats sont transposables chez l'homme. Grégoire Courtine se veut confiant : « Nous avons déjà montré que la plasticité du système nerveux (...) est encore plus robuste chez l'homme que chez le rongeur. » L'équipe est actuellement en train de tester leur approche chez des personnes atteintes d'une lésion de la moelle épinière au centre hospitalier universitaire vaudois.
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