L'épilepsie est le désordre neurologique le plus fréquent après la migraine. Elle résiste à tout traitement dans 30% des cas. Des chercheurs sont arrivés à contrôler ces crises résistantes chez le rongeur... grâce à la lumière.
L'épilepsie touche 1% de la population mondiale, et plus particulièrement les enfants et les personnes âgées. Elle résiste à tout traitement pharmacologique dans 30% des cas, un pourcentage qui n'a pas changé depuis les années 50, ce qui en dit long sur les progrès accomplis !
(Rat équipé d'une fibre optique amenant la lumière du laser pour contrôler l'activité des neurones du cerveau )
Les crises d'épilepsie peuvent être imaginées comme un orage dans le cerveau. Les cellules nerveuses (neurones) se synchronisent et deviennent hyperactives, ce qui donne lieu à des manifestations diverses, mouvement de membres, perte de connaissance, etc., en fonction du type de crise.
Les médicaments anti-épileptiques ont pour but de diminuer l'hyperactivité des neurones du cerveau, afin d'éviter leur emballement. Mais cette stratégie thérapeutique se heurte à deux difficultés.
- Les médicaments, en pénétrant toutes les régions du cerveau de façon indifférenciée, vont agir autant sur les régions saines que sur les régions responsables des crises. Certains médicaments ont ainsi des effets secondaires importants. La solution idéale serait d'agir uniquement dans les régions "malades".
- Les médicaments sont tout le temps présents dans le cerveau. Cependant, les crises d'épilepsie constituent, en temps, une part infime de la vie d'un patient : entre les crises, le cerveau fonctionne plus ou moins normalement. La solution idéale serait d'agir uniquement au début des crises, ou mieux, avant qu'elles n'apparaissent.
Lorsqu'une crise est détectée/prédite, il faut pouvoir agir le plus rapidement dans les régions responsables de la genèse des crises, pour empêcher l'emballement des neurones. La question essentielle est de trouver comment contrôler les régions responsables des crises au bon moment.
Une solution originale a été proposée a peu près simultanément par trois laboratoires, travaux publiés dans les meilleures revues scientifiques (Wykes et al. Science Translational Medicine 2012 ; Paz et al. Nature Neuroscience 2013 ; Krook-Magnuson et al. Nature Communications 2013). Ils ont tous utilisé une technique de génie génétique récemment développée pour contrôler spécifiquement l'activité de certains neurones, et qui s'appelle l'optogénétique. Cette technique allie la stimulation lumineuse et le génie génétique.
Il existe dans la nature des protéines sensibles à la lumière (par exemple, dans des algues, bactéries), appelées opsines. Ces opsines peuvent être incorporées via génie génétique uniquement dans certains types de neurones.
Les chercheurs ont réussi à ce que les opsines ne s'expriment que dans les régions épileptiques et dans certains types de neurones d'animaux épileptiques. Un laser est utilisé pour envoyer de la lumière. Il est alors possible, en une fraction de seconde, de piloter les neurones par la lumière ; soit en les forçant à être hyperactifs soit en les rendant silencieux.
Quels sont les résultats obtenus ? Un premier système enregistre l'activité électrique du cerveau en continu. Le signal est transmis à un logiciel qui analyse en temps réel le signal afin de détecter le début d'une crise d'épilepsie. Si une crise est détectée, la lumière du laser est transmise via la fibre optique pour stopper immédiatement la crise (en empêchant les neurones de s'emballer).
Il s'agit d'une preuve de faisabilité très convaincante. Ces études montrent qu'il est possible de contrôler l'activité des neurones où et quand cela est nécessaire. Ce type d'approche peut être étendu à d'autres désordres neurologiques. Deux articles récents parus dans la revue Science montrent qu'il est possible de contrôler les troubles obsessionnels compulsifs au moyen de l'optogénétique.
Est-ce transférable à l'Homme ?
Pour l'instant le système est très encombrant, mais on pourrait à terme le miniaturiser et atteindre la taille d'un pacemaker. Mais de nombreuses questions restent à résoudre chez l'Homme notamment sur les aspects liés à la fiabilité, la sécurité et l'aspect invasif de cette technique.
Ces nouvelles techniques ouvrent de toutes nouvelles perspectives thérapeutiques, qui ne reposent pas sur l'utilisation de médicaments, mais sur le contrôle de l'activité des neurones eux-mêmes par la lumière. Avec ce type d'approche, les régions saines ne seraient plus touchées (moins d'effets secondaires), et le contrôle des neurones ne se ferait que lorsque c'est nécessaire.
C'est un premier pas dans la bonne direction. Mais il reste encore un long chemin avant de voir la lumière au bout du tunnel.