La stimulation électrique cérébrale profonde (DBS) est une méthode bien établie pour traiter les troubles du mouvement dans la maladie de Parkinson. Cependant, l’implantation d’électrodes dans le cerveau d’une personne constitue une manière invasive et imprécise de stimuler les cellules nerveuses. Rapport des chercheurs dans Nano Letters sur une nouvelle application de la technique, appelée magnétogénétique, qui utilise de très petits aimants pour déclencher sans fil des cellules nerveuses spécifiques modifiées par gènes dans le cerveau. Le traitement a efficacement soulagé les symptômes moteurs chez la souris sans endommager les tissus cérébraux environnants.

Dans le DBS traditionnel, une batterie envoie des signaux électriques à l'extérieur via des fils, activant les cellules nerveuses dans une région du cerveau appelée noyau sous-thalamique (STN). L'activation du STN peut soulager les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson, notamment les tremblements, la lenteur, la rigidité et les mouvements involontaires.

Cependant, comme les effets secondaires potentiels, notamment une hémorragie cérébrale et des lésions tissulaires, peuvent être graves, la DBS est généralement réservée aux personnes atteintes de la maladie de Parkinson à un stade avancé ou lorsque les symptômes ne sont plus gérables avec des médicaments.

Dans une démarche vers un traitement moins invasif, les chercheurs Minsuk Kwak et Jinwoo Cheon ont travaillé avec leurs collègues pour développer une méthode sans fil permettant de réduire efficacement le dysfonctionnement moteur chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson.

Pour leur technique sans fil, les chercheurs ont marqué des aimants nanométriques avec des anticorps pour aider les molécules à « coller » à la surface des cellules nerveuses STN. Ensuite, ils ont injecté les aimants collants dans le cerveau de souris atteintes de la maladie de Parkinson à un stade précoce et avancé.

Avant l'injection dans le STN, ces mêmes cellules nerveuses avaient été modifiées avec un gène qui les faisait s'activer lorsque les aimants modifiés à la surface de la cellule se tordaient en réaction à un champ magnétique appliqué extérieurement d'environ 25 milliteslas, soit environ un- un millième de la force d'une IRM.

Lors de démonstrations de neurones magnétisés et modifiés chez des souris atteintes de la maladie de Parkinson, les souris exposées à un champ magnétique ont montré une fonction motrice améliorée à des niveaux comparables à ceux des souris saines. L'équipe a observé que les souris ayant reçu plusieurs expositions au champ magnétique conservaient plus d'un tiers de leurs améliorations motrices, tandis que les souris ayant reçu une seule exposition ne conservaient pratiquement aucune amélioration.

De plus, les cellules nerveuses des souris traitées n'ont montré aucun dommage significatif dans et autour du STN, ce qui suggère que cela pourrait être une alternative plus sûre aux systèmes DBS implantés traditionnels, affirment les chercheurs. L'équipe pense que son approche magnétogénétique sans fil a un potentiel thérapeutique et pourrait être utilisée pour traiter le dysfonctionnement moteur chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson à un stade précoce ou avancé, ainsi que d'autres troubles neurologiques, tels que l'épilepsie et la maladie d'Alzheimer.

Plus d'informations : Wookjin Shin et al, Génétique magnéto-mécanique à l'échelle nanométrique des neurones cérébraux profonds inversant les déficits moteurs chez les souris parkinsoniennes, Nano Letters (2023). DOI :10.1021/acs.nanolett.3c03899

Informations sur le journal : Lettres nano

Fourni par l'American Chemical Society