Des chercheurs ouvrent la barrière protectrice du cerveau pour y administrer des médicaments
Le cerveau dispose d’un arsenal complet d’armes pour se protéger des lésions. Le liquide céphalo-rachidien, une membrane protectrice et – le plus évident – le crâne le protègent contre les blessures physiques. Toutefois, pour se protéger contre des agents pathogènes responsables de maladies et des toxines du sang, le cerveau s’appuie sur un système spécialisé de cellules appelé la barrière hémato-encéphalique. Cette barrière agit comme une frontière entre les vaisseaux sanguins et le tissu cérébral, non seulement en protégeant le cerveau contre des substances toxiques présentes dans le système sanguin, mais aussi en lui apportant des nutriments. Malheureusement, son efficacité à empêcher des substances indésirables de pénétrer dans le cerveau complique l’administration de médicaments au cerveau ainsi que le traitement de maladies du système nerveux central. Des chercheurs soutenus en partie par le projet V-EPC, financé par l’UE, ont découvert une nouvelle manière d’ouvrir temporairement la barrière hémato-encéphalique afin d’administrer des médicaments au cerveau. Leur technique recourt à la lumière et à des nanoparticules pour écarter les jonctions serrées formées par les cellules étroitement enclavées dans les capillaires de la barrière hémato-encéphalique, permettant au médicament de la franchir et d’atteindre sa cible.
Traitements potentiels
Des chercheurs venus d’Irlande, d’Italie et des États-Unis ont utilisé des souris pour faire la démonstration de la nouvelle méthode, qu’ils ont décrite dans leur étude publiée dans la revue «Nano Letters». Selon un communiqué de presse publié sur «ScienceDaily», l’auteur correspondant de l’étude, le Dr Zhenpeng Qin de l’Université du Texas à Dallas (UT Dallas), estime que cette approche pourrait mener au développement de traitements contre les tumeurs cérébrales et la maladie de Lou Gehrig. Elle pourrait également contribuer à la récupération après un accident vasculaire cérébral et à l’administration de la thérapie génique. Toutefois, elle doit encore être élaborée et testée avant d’être utilisée chez les humains. «Des approches visant à améliorer la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique sont essentielles pour faire progresser les thérapies contre les maladies du système nerveux central», explique Xiaoqing Li, doctorante en ingénierie biomédicale de l’UT Dallas et co-auteure de l’étude, dans le même communiqué de presse. Dans cette étude, les chercheurs ont synthétisé des nanoparticules d’or et les ont couplées à l’anticorps BV11 afin de cibler les jonctions serrées. Ils ont injecté par voie intraveineuse des virus adéno-associés (ou AAV, utilisés en thérapie génique) et appliqué une stimulation laser. Le résultat montre que les AAV traversaient la barrière hémato-encéphalique et infectaient 64 % des neurones dans l’hémisphère droit avec une excitation laser. Cela démontre que la stimulation laser transcrânienne picoseconde des nanoparticules d’or suite à l’injection par voie intraveineuse rend la barrière plus perméable. L’application de pulsations laser pour activer les nanoparticules «produit une infime force mécanique qui rompt temporairement la barrière afin de permettre au médicament de pénétrer le système sanguin du cerveau», explique Xiaoqing Li. Notons que cette action n’endommage pas la barrière et ne nuit pas à la constriction ni à la dilatation des vaisseaux sanguins. Une autre étude soutenue par le projet V-EPC (Inherited disfunctions of brain microcirculation) décrit la formation de cavernomes – des amas de vaisseaux sanguins anormaux qui se forment dans le cerveau et la moelle épinière – chez des souris. L’étude fournit un modèle murin préclinique pour le développement de nouveaux médicaments afin de traiter les hémorragies aiguës dans le cerveau et la moelle épinière causées par des cavernomes. L’étude a été publiée dans la revue «iScience». Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet V-EPC
Mots‑clés
V-EPC, cerveau, sang, barrière hémato-encéphalique, système nerveux central, nanoparticule, pulsation laser