Vers un remède contre la SLA : la stimulation magnétique restaure les motoneurones déficients – Physics World

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie incurable grave dans laquelle les motoneurones – cellules nerveuses du cerveau et de la moelle épinière qui envoient des signaux aux muscles pour contrôler les mouvements – sont endommagés. Sans motoneurones fonctionnels, les muscles ne reçoivent pas d’instructions et ne fonctionnent plus, entraînant une paralysie progressive, une atrophie musculaire et, éventuellement, une défaillance du système respiratoire.

Il n’existe actuellement aucun traitement efficace contre la SLA, les traitements médicamenteux n’ayant qu’un impact marginal sur la survie des patients. Visant à combler cette lacune, une équipe de recherche interdisciplinaire dirigée au Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Hzdr) et TU Dresden étudie la possibilité d'utiliser des champs magnétiques pour restaurer les motoneurones altérés.

L’influence de la stimulation magnétique sur les maladies neuronales a été largement étudiée. Cependant, les applications dans les nerfs périphériques sont rares. Dans cette dernière étude, rapportée dans Cellules, les chercheurs ont évalué si la stimulation magnétique des motoneurones périphériques pouvait restaurer les défauts des motoneurones dérivés de cellules souches de patients SLA présentant des mutations du gène FUS (FUS-ALS).

L'équipe – dirigée par un physicien Thomas Herrmannsdörfer, le biologiste cellulaire Arun Pal et le médecin Richard Funck, et soutenus par des collègues de la TU Dresden et de l'Université de Rostock – ont généré des motoneurones spinaux en reprogrammant des cellules souches pluripotentes induites obtenues à partir de biopsies cutanées d'individus en bonne santé et de patients atteints de FUS-ALS. Ils ont conçu et fabriqué des bobines électromagnétiques pouvant être utilisées dans des incubateurs de culture cellulaire et les ont utilisées pour exposer les motoneurones à des champs magnétiques adaptés.

Chaque stimulation magnétique comprenait quatre traitements consécutifs (d'une durée de plusieurs heures) utilisant des fréquences d'ondes carrées très basses de 2 à 10 Hz. Les traitements ont été effectués après que les cellules aient mûri pendant 30 à 45 jours. in vitro, avec les bobines éteintes entre les deux. Après le traitement final, l’équipe a maintenu les cellules en culture pendant deux jours avant d’évaluer l’impact de la stimulation magnétique.

Restaurer les défauts axonaux

Les motoneurones possèdent de longues projections appelées axones, qui peuvent mesurer jusqu'à 1 m de long, qui transportent des substances et transmettent des informations. Les déficiences du transport des organites axonaux tels que les mitochondries et les lysosomes contribuent à la dégénérescence neuronale dans la SLA. Ainsi, les chercheurs ont utilisé l’imagerie de cellules vivantes et la coloration immunofluorescente pour mesurer la motilité de ces organites dans les motoneurones exposés aux champs magnétiques.

Ils ont d’abord examiné la vitesse moyenne des organites. L'analyse de suivi quantitative a révélé une diminution de la vitesse moyenne distale des mitochondries et des lysosomes dans les motoneurones FUS mutants non traités par rapport aux cellules témoins (dérivées de donneurs sains). L'exposition aux champs magnétiques a ramené la vitesse moyenne des motoneurones FUS aux niveaux de contrôle, les meilleurs effets étant observés en utilisant des fréquences très basses d'environ 10 Hz.

Une autre caractéristique de la SLA est la capacité réduite des axones à croître et à se régénérer après des blessures ou au cours du vieillissement. Une telle croissance est cruciale pour maintenir la connectivité interneuronale entre les terminaisons nerveuses et la transmission des informations. Pour étudier si la stimulation magnétique pourrait améliorer ces défauts, l’équipe a utilisé l’imagerie en direct de cellules dans des chambres microfluidiques pour analyser la nouvelle excroissance des cônes de croissance axonale après axotomie (coupure d’un axone).

Les chercheurs ont observé une vitesse moyenne réduite de croissance axonale dans les motoneurones FUS non traités par rapport aux cellules témoins. La stimulation magnétique des motoneurones FUS à 10 Hz a considérablement augmenté la vitesse moyenne de croissance jusqu'aux niveaux de contrôle. Les champs magnétiques n’ont pas affecté la vitesse moyenne de croissance des motoneurones de contrôle.

Dans de nombreuses expériences, les chercheurs ont montré que les motoneurones des patients SLA réagissent aux champs magnétiques, avec un transport axonal altéré des organites réactivés par stimulation et une régénération axonale restaurée. Surtout, ils ont également démontré que les cellules saines n’étaient pas endommagées par la stimulation magnétique.

L’échographie pourrait permettre de futurs traitements contre les maladies du motoneurone

Bien que ces résultats semblent prometteurs, l'équipe souligne la nécessité d'une approche à long terme et in vivo études. «Nous considérons ces in vitro résultats comme une approche encourageante sur la voie d’une nouvelle thérapie potentielle pour la SLA, ainsi que d’autres maladies neurogénératives », a déclaré Herrmannsdörfer dans un communiqué de presse. "Nous savons également, cependant, que des études de suivi détaillées sont nécessaires pour corroborer nos résultats."

Travaillant désormais au sein du ThaXonien Dans le cadre du projet, Herrmannsdörfer et ses collègues prévoient d'autres études pour optimiser les paramètres du champ magnétique appliqué, comprendre la réponse cellulaire à divers stimuli magnétiques et tester le traitement sur d'autres troubles neurodégénératifs, tels que les maladies de Parkinson, de Huntington et d'Alzheimer.

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• La source: https://physicsworld.com/a/towards-a-cure-for-als-magnetic-stimulation-restores-impaired-motoneurons/