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Depuis plus d’un siècle, la maladie d’Alzheimer a fait échouer toutes les tentatives de traitement. Mais ces dernières années, des expériences déroutantes utilisant une lumière vacillante se sont révélées prometteuses.

Des lumières pulsées

Aujourd’hui, des chercheurs ont découvert comment ce scintillement peut fonctionner. Ils ont découvert en laboratoire que l’exposition à une lumière pulsée à 40 hertz – 40 battements par seconde – provoque dans le cerveau une poussée de substances chimiques de signalisation qui peuvent aider à combattre cette maladie.
Bien que menée sur des souris en bonne santé, cette nouvelle étude est directement liée à des essais sur l’homme, dans lesquels des patients atteints de la maladie d’Alzheimer sont exposés à une lumière et un son à 40 Hz. Les connaissances acquises sur les souris à l’Institut de technologie de Géorgie servent de base aux essais sur l’homme en collaboration avec l’Université Emory.
« Je vais analyser des échantillons de souris en laboratoire, et à peu près au même moment, un collègue effectuera une analyse similaire sur des échantillons de fluides de patients », a déclaré Kristie Garza, la première auteure de cette étude.
L’une des molécules de signalisation en hausse est associée à l’activation des cellules immunitaires du cerveau appelées microglies, qui nettoient des plaques de bêta-amyloïde – une protéine de rebut qui s’accumule entre les cellules du cerveau.

Une signalisation immunitaire

En 2016, des chercheurs ont découvert que le scintillement de la lumière à 40 Hz mobilisait les microglies chez les souris atteintes de la maladie d’Alzheimer pour nettoyer cette protéine. Cette nouvelle étude a recherché la chimie du cerveau qui relie ce scintillement aux microglies et à d’autres activations immunitaires chez les souris et a mis en évidence une poussée de 20 cytokines – des petites protéines sécrétées extérieurement par les cellules et qui envoient des signaux aux autres cellules. La libération de cytokines s’accompagne d’une chimie cellulaire interne – l’activation des protéines par les groupes phosphate – qui a laissé une carte de visite très forte.
« Les phosphoprotéines sont apparues les premières et notre hypothèse est qu’elles ont déclenché la libération des cytokines », a déclaré M. Singer, qui a codirigé cette nouvelle étude. « Au-delà de ces cytokines qui pourraient signaler la présence de microglies, un certain nombre de facteurs que nous avons identifiés ont le potentiel de favoriser la santé neurale », a déclaré Levi Wood, qui a codirigé cette étude.
La fréquence de 40 Hz provient de l’observation que le cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer souffre très tôt d’un manque de ce que l’on appelle les ondes gamma, des moments de douces et constantes d’ondes cérébrales agissant comme un battement de danse pour l’activité des neurones. Leur fréquence la plus courante se situe aux alentours de 40 Hz, et le fait d’exposer des souris à une lumière clignotante à cette fréquence a rétabli ces ondes gamma et semble également avoir permis d’éviter de lourdes lésions cérébrales dues à la maladie d’Alzheimer.

Une cytokine M-CSF

Dans la présente étude, les cytokines en hausse ont laissé entrevoir un lien avec l’activité microgliale, et en particulier, la cytokine Facteur de stimulation des colonies de macrophages (M-CSF). Le M-CSF était la chose qui criait « Activation de la microglie ! » a déclaré Singer.
Les chercheurs chercheront un lien de cause à effet avec l’activation des microglies dans une étude à venir, mais l’augmentation générale des cytokines est un bon signe en général, ont-ils dit. « La grande majorité des cytokines ont augmenté, certaines anti-inflammatoires et d’autres inflammatoires, et c’était une réponse transitoire », a déclaré M. Wood. « Souvent, une réponse inflammatoire transitoire peut favoriser l’élimination d’un agent pathogène; elle peut donc favoriser la réparation des neurones. En général, on considère qu’une réaction inflammatoire est mauvaise si elle est chronique, si elle est rapide et si elle s’atténue, alors nous pensons que c’est probablement bénéfique », a ajouté Mme Singer.

Chronologie chimique

La stimulation à 40 Hz n’a pas eu besoin de beaucoup de temps pour déclencher la poussée de cytokines. « Nous avons constaté une augmentation des cytokines après une heure de stimulation », a déclaré M. Garza. « Nous avons vu des signaux de phosphoprotéines après environ 15 minutes de scintillement. »
Environ 15 minutes ont peut-être suffi pour lancer l’ensemble des processus à l’intérieur des cellules et environ 45 minutes de plus ont été nécessaires pour que les cellules sécrètent des cytokines.

Une bombe de 20 Hz

Comme témoins, les chercheurs ont appliqué trois stimuli lumineux supplémentaires et, à leur grand étonnement, tous trois ont eu un effet sur les cytokines. Mais la stimulation à 20 Hz a volé la vedette. « À 20 Hz, les niveaux de cytokines étaient bien plus bas. Cela pourrait aussi être utile. Il peut y avoir des circonstances où vous voulez supprimer les cytokines », a dit Singer. « Nous pensons que différents types de stimulation pourraient potentiellement devenir une plateforme d’outils dans des contextes variés comme la maladie de Parkinson ou la schizophrénie. »
Toutefois l’équipe de recherche met en garde contre les personnes qui improvisent elles-mêmes des thérapies lumineuses, car il faut davantage de données pour établir de manière approfondie les effets sur l’homme, et se tromper de fréquence pourrait même causer des dégâts. Une vidéo montre comment cette approche par des lumières pulsées fonctionne.

Cette recherche a été publié dans The Journal of Neuroscience.
Source : Georgia Institute of Technology
Crédit photo : Pixabay