Appel à projets FRC 2018 : « Plasticité et réparation : réparer le cerveau et/ou la moelle épinière »

« Plasticité et réparation : réparer le cerveau et/ou la moelle épinière » est le thème de l’Appel à Projets FRC 2018. Le cerveau et la moelle épinière sont les organes extraordinaires qui nous permettent de sentir, de bouger, de penser, d’être ce que nous sommes… Ce sont aussi des organes très fragiles qui peuvent être abîmés ou détruits par de multiples maladies ou accidents, et ce depuis le début de la vie fœtale jusque chez le sujet âgé. Pouvoir réparer le cerveau ou la moelle est un enjeu majeur.

Comment le système nerveux est-il agressé ?

Le système nerveux est normalement bien protégé par les méninges et par les os solides du crâne et de la colonne vertébrale. La violence de certains accidents brise parfois cette protection et entraîne des lésions du tissu nerveux avec des conséquences souvent irréversibles. Fréquemment l’agression n’est pas liée à un traumatisme physique mais à une maladie. Il peut s’agir, par exemple, d’un problème vasculaire dans lequel l’obstruction d’une petite artère entraîne la mort de la région du cerveau qu’elle irrigue. Il peut s’agir aussi de nombreuses autres maladies qu’elles soient infectieuses, inflammatoires, métaboliques, dégénératives ou autres, qui vont provoquer des destructions ou des anomalies de fonctionnement plus ou moins localisées du système nerveux.

Même si le processus responsable des lésions est transitoire ou qu’il est stoppé, les séquelles liées à des destructions plus ou moins étendues du tissu nerveux persistent. En effet les neurones ne se divisent pas et le stock dont nous disposons est limité. De plus, les propriétés du système nerveux dépendent du câblage fourni par les prolongements des neurones, les axones. Lorsque les axones sont coupés ou endommagés ils repoussent peu ou pas et n’arrivent pas à retrouver leur cible. Enfin, certaines agressions peuvent être purement psychologiques comme dans les désordres de stress post-traumatique, au cours desquels un événement traumatisant grave entraîne des réactions d’anxiété exagérées et persistantes à des stimuli habituellement neutres.

Comment le cerveau réagit-il aux agressions ?

Lorsque le cerveau ou la moelle épinière sont agressés, différentes réactions se mettent en place. Des cellules qu’on appelle astrocytes et qui forment une partie essentielle du tissu nerveux s’activent et des cellules du système de défense, les cellules microgliales, sont recrutées et tentent d’éliminer le tissu endommagé. Mais ces réactions peuvent avoir des conséquences néfastes et participer au processus pathologique. Les neurones s’ils sont endommagés et non détruits peuvent récupérer après une phase de fonctionnement altéré et leurs axones peuvent repousser mais cette repousse est insuffisante ou ne trouve pas le bon chemin. Dans certaines régions du cerveau, de nouveaux neurones peuvent même se former à partir de précurseurs qui continuent à se diviser chez l’adulte, mais leur contribution reste marginale.

Les possibilités de réparation spontanée existent mais présentent des limites. Le plus souvent la majeure partie de la récupération fonctionnelle est liée à ce qu’on appelle la « plasticité cérébrale ». Cela fait référence à la capacité du cerveau qui est mise en œuvre lors de l’apprentissage et qui lui permet aussi de se réorganiser après lésion. D’autres neurones, voire d’autres régions du cerveau vont prendre en charge le travail que ne peut plus effectuer la partie endommagée. Cette capacité peut prendre beaucoup de temps à se mettre en place et son efficacité, maximale chez l’enfant, diminue avec l’âge. Toutes ces réactions spontanées du tissu nerveux sont en principe bénéfiques mais peuvent parfois avoir des conséquences négatives. Les réactions locales peuvent laisser des éléments cicatriciels qui favorisent les crises d’épilepsie ou certains mécanismes de plasticité aboutissent à une fonction altérée. Comprendre les réponses normales du tissu nerveux aux agressions et les phénomènes de plasticité est important pour les renforcer et pour tenter d’éviter leurs conséquences néfastes éventuelles.

Comment favoriser la réparation du système nerveux ?

De nombreuses étapes concourent à la réparation et à la récupération du système nerveux. Il y a donc beaucoup d’approches différentes pour tenter de les améliorer. Il est possible de faciliter la réparation spontanée ou de compenser ses conséquences négatives à l’aide d’agents pharmacologiques ou de stimulations électriques de nature diverse. Diverses approches peuvent faciliter la plasticité en commençant par les techniques de rééducation qui tirent parti d’une meilleure connaissance des mécanismes normaux, y compris dans le domaine de la psychiatrie avec notamment les thérapies cognitives et comportementales. On peut aussi envisager de remplacer les cellules qui ont été détruites en utilisant des cellules souches qui peuvent dans certaines conditions générer des neurones ou des oligodendrocytes pour réparer la myéline. Certains travaux tentent enfin de remplacer les cellules ou les circuits défectueux par des composants électroniques ce qui nécessite d’améliorer les interfaces « cerveau-machine ». L’objectif est d’envoyer un signal vers les muscles à partir du cortex cérébral moteur ou de stimuler directement le cortex visuel en remplaçant ou en court-circuitant une rétine détruite. Beaucoup de ces approches sont encore très loin des applications cliniques mais elles donnent des pistes très prometteuses pour le futur.

Mieux connaître, mieux comprendre

Sachant que les maladies neurologiques et psychiatriques sont très fréquentes et sont souvent sources de handicap, la réparation des lésions du cerveau et de la moelle épinière, quelle qu’en soit l’origine, est un enjeu sociétal majeur. Nous commençons à peine à comprendre les mécanismes spontanés de réparation et de plasticité, et déjà de nouvelles possibilités pour les encourager ou les remplacer voient le jour. C’est pourquoi la FRC souhaite promouvoir autour de ce nouvel appel à projets toutes les recherches visant réparer le cerveau et/ou la moelle épinière.

 

Rédaction : Jean-Antoine Girault, Président du Conseil Scientifique de la FRC

Photo : Inserm/Latron, Patrice

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L’appel à projet FRC 2017 avait pour thème « Développement et vieillissement : genèse et disparition des neurones ». Parmi les 7 lauréats sélectionnés et soutenus, l’équipe de Pierre Gressens cherche à comprendre les anomalies du développement cérébral chez l’enfant pour mieux les soigner.

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