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Des chercheurs ont découvert des cellules immunitaires « Jekyll et Hyde » dans le cerveau qui peuvent provoquer un gonflement fatal dans les heures qui suivent une lésion cérébrale mais qui, en fin de compte, aident à réparer le cerveau, ce qui suggère que le moment où les traitements des lésions cérébrales sont mis en place est critique.

Prévenir le gonflement avec une thérapie

Ces cellules à double fonction, appelées cellules myélomonocytaires et transportées au cerveau par le sang, ne sont qu’un type de cellules immunitaires cérébrales que les chercheurs des NIH ont suivies, observant en temps réel la réparation du cerveau après une blessure.
« Réparer le cerveau après une blessure est un processus hautement orchestré et coordonné, et donner un traitement au mauvais moment pourrait finir par faire plus de mal que de bien », a déclaré Dorian McGavern, docteur en médecine et auteur principal de cette étude.
Les lésions cérébro-vasculaires, ou dommages aux vaisseaux sanguins du cerveau, peuvent survenir à la suite de plusieurs affections, notamment un traumatisme crânien ou un accident vasculaire cérébral. Le Dr McGavern, ainsi que Larry Latour, et leurs collègues, ont observé qu’un sous-ensemble de patients victimes d’un accident vasculaire cérébral présentait des saignements et des gonflements dans le cerveau après l’ablation chirurgicale du caillot du vaisseau sanguin responsable de l’accident. Ce gonflement, également connu sous le nom d’œdème, entraîne de mauvais résultats et peut même être fatal car les structures cérébrales sont comprimées et endommagées davantage.
Pour comprendre comment une lésion des vaisseaux peut entraîner un gonflement et pour identifier des stratégies de traitement potentielles, le Dr McGavern et son équipe ont mis au point un modèle animal de lésion cérébro-vasculaire, et ont utilisé une imagerie microscopique de pointe pour observer en temps réel comment le cerveau réagit à la lésion.
Immédiatement après la lésion, les cellules immunitaires du cerveau, appelées microglies, se mobilisent rapidement pour empêcher les vaisseaux sanguins de fuir. Ces « premiers répondants » du système immunitaire s’étendent et enroulent leurs bras autour des vaisseaux sanguins brisés. Le groupe du Dr McGavern a découvert que l’élimination des microglies provoque des saignements et des dommages irréparables dans le cerveau.

Le cerveau est envahi par des monocytes et des neutrophiles 

Quelques heures plus tard, le cerveau endommagé est envahi par des monocytes et des neutrophiles périphériques circulants. Lorsque ces cellules passent du sang au cerveau, elles ouvrent chacune un petit trou dans le système vasculaire, provoquant l’entrée d’un brouillard de liquide dans le cerveau. Lorsque des milliers de ces cellules se précipitent simultanément dans le cerveau, une grande quantité de liquide arrive en une fois et provoque un gonflement.
« Les cellules myélomonocytaires à ce stade de la réparation veulent bien faire et veulent aider, mais elles pénètrent dans le cerveau avec trop d’enthousiasme. Cela peut entraîner des lésions tissulaires et un gonflement dévastateurs, surtout s’ils se produisent autour du tronc cérébral, qui contrôle des fonctions vitales comme la respiration », a déclaré le Dr McGavern.
Après cette poussée initiale, le sous-ensemble monocytaire des cellules immunitaires pénètre dans le cerveau à un rythme plus lent et moins dommageable et se met au travail pour réparer les vaisseaux. Ces monocytes travaillent avec les microglies associées à la réparation pour reconstruire le réseau vasculaire endommagé, qui est reconnecté dans les 10 jours suivant la blessure. Ces monocytes sont nécessaires à cet important processus de réparation.
Dans la série d’expériences suivante, le Dr McGavern et ses collègues ont essayé de réduire le gonflement et les dommages tissulaires en utilisant une combinaison d’anticorps thérapeutiques qui empêchent les cellules myélomonocytaires de pénétrer dans le cerveau. Ces anticorps ont bloqué deux molécules d’adhésion différentes que les cellules myélomonocytaires utilisent pour se fixer aux vaisseaux sanguins enflammés. Ces anticorps étaient efficaces pour réduire le gonflement du cerveau et améliorer les résultats lorsqu’ils étaient administrés dans les six heures suivant la blessure.

Des anticorps thérapeutiques

Il est intéressant de noter que les anticorps thérapeutiques n’ont pas fonctionné s’ils étaient administrés après six heures, ou s’ils étaient administrés pendant trop longtemps. En fait, le traitement de souris pendant plusieurs jours avec ces anticorps a empêché la bonne réparation des vaisseaux sanguins endommagés, entraînant la mort des neurones et la formation de cicatrices au cerveau.
Des essais cliniques sont actuellement en cours pour voir si l’administration des traitements à des moments précis permet de réduire l’œdème et les lésions cérébrales chez un sous-ensemble de patients victimes d’accidents vasculaires cérébraux. Les futures études de recherche examineront d’autres aspects du processus de réparation vasculaire cérébrale, dans l’espoir d’identifier d’autres interventions thérapeutiques pour promouvoir les fonctions immunitaires réparatrices.
Cette recherche a été publiée dans Nature Neuroscience.
Source : National Institute of Neurological Disorders and Stroke
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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