L’épilepsie, et les crises qui l’accompagnent, peuvent avoir une origine génétique ou survenir à la suite d’une lésion cérébrale ou d’un accident vasculaire cérébral. Quelle qu’en soit la cause, les crises touchent 50 millions de personnes dans le monde, et un nombre alarmant de 15 millions de ces personnes ne disposent pas de traitement efficace pour leur maladie. De plus, de nombreux traitements disponibles ont des effets secondaires débilitants qui empêchent les patients de mener une vie normale.

Utiliser la lumière pour calmer une crise

Jeanne Paz, PhD, chercheuse adjointe aux Instituts Gladstone, tente de changer cette difficile réalité. Dans une étude révolutionnaire publiée dans Nature Neuroscience, le Dr Paz a utilisé un puissant outil de recherche appelé optogénétique pour arrêter une crise dès qu’elle commence, ouvrant la porte à des thérapies alternatives.

Avec l’optogénétique, les scientifiques peuvent activer ou désactiver des cellules spécialement modifiées dans le cerveau, simplement en faisant briller une lumière dans la région. Bien que cette technique ne soit actuellement disponible que dans des modèles animaux, elle offre une fenêtre importante sur le cerveau en général – révélant les rôles que jouent différentes cellules et identifiant de nouvelles cibles potentielles pour les traitements médicamenteux chez l’homme.

Dans l’étude sur l’épilepsie, le Dr Paz a utilisé l’optogénétique dans un modèle de souris pour réduire au silence les cellules cérébrales hyperactives qui provoquent les crises, en écourtant les attaques. Pour ce faire, elle a utilisé un électroencéphalographe (EEG) pour détecter une crise dès son début. L’EEG a ensuite déclenché l’allumage d’une lumière dans le cerveau de la souris, bloquant immédiatement l’activité anormale des cellules.

« C’était la première démonstration que nous pouvions arrêter une crise en temps réel », dit le Dr Paz. « En interrompant une crise au moment de son apparition, nous pouvons l’empêcher de se développer et de se propager à d’autres parties du cerveau. »

Cibler les points d’étranglement dans le cerveau

Le Dr Paz a utilisé une autre approche unique dans son étude. Au lieu de se concentrer sur la partie du cortex où la crise a commencé, elle a traité les cellules en aval dans une zone appelée le thalamus. Le thalamus agit comme une sorte de station relais dans le cerveau, recevant des informations du cortex et projetant des signaux vers différentes régions. Le Dr Paz pense que le thalamus peut servir de « point d’étranglement » pour les crises corticales et que le fait de cibler cette zone peut arrêter l’activité cérébrale anormale avant qu’elle ne se propage davantage.

« Le début d’une crise est incroyablement rapide et presque impossible à attraper », explique le Dr Paz. « Mais à partir de là, elle engage un réseau à grande échelle, et beaucoup de zones cérébrales différentes sont impliquées. Donc, au lieu de se concentrer sur l’origine de la crise, que nous risquons de ne pas identifier à temps, nous proposons de nous attaquer à un point stratégique du réseau – un point d’étranglement qui peut couper l’activité anormale. »

En ce moment, le Dr Paz teste cette méthode dans les épilepsies corticales qui résultent d’une lésion cérébrale traumatique ou d’un accident vasculaire cérébral. Cependant, elle espère que la théorie du point d’étranglement s’avérera également bénéfique pour les épilepsies qui prennent naissance dans d’autres zones du cerveau, comme l’épilepsie du lobe temporal, qui est plus susceptible d’avoir une cause génétique. La prochaine étape consiste à trouver des points d’étranglement pour d’autres types de troubles épileptiques et à voir s’ils ont le même effet puissant.

Bien qu’il puisse sembler contre-intuitif de traiter une partie saine du cerveau, le Dr Paz explique qu’avec l’optogénétique, le cerveau n’est affecté que lorsqu’une crise se produit. Cela réduit les éventuels effets secondaires du traitement. En revanche, les médicaments contre les crises ont un impact à la fois chronique et global sur les fonctions cérébrales, touchant presque toutes les zones du cerveau en permanence. Cela peut entraîner des effets secondaires désagréables, comme la léthargie, les vertiges et les difficultés de concentration.

« La beauté de l’optogénétique est qu’il n’y a pas d’impact négatif sur l’activité cérébrale normale », explique le Dr Paz. « Dans notre modèle de souris, la thérapie n’a en aucun cas affecté les comportements tels que l’alimentation, le sommeil ou les mouvements. »

Transposer la recherche fondamentale en traitements

Bien que l’optogénétique ne soit pas encore possible chez l’homme, le Dr Paz pense que nous pourrons peut-être utiliser des thérapies similaires comme la stimulation cérébrale profonde pour cibler une zone spécifique en temps réel afin d’arrêter une crise. En outre, les connaissances acquises dans le cadre de cette recherche pourraient également aider les scientifiques à développer de nouveaux médicaments plus sélectifs pour une région particulière ou un type de cellule cérébrale.

« Les études utilisant l’optogénétique ont la capacité d’avoir un impact énorme sur la recherche translationnelle », dit-elle. « De meilleurs traitements de l’épilepsie amélioreront la qualité de vie de millions de personnes »

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