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Article. Réparer les atteintes à l'épine dorsale. Du poisson zèbre à l'homme?
Jean-Paul Baquiast 11/11/2016

Aussi lointaines que soient (au moins en apparence), ces deux espèces, une découverte récente pourrait permettre de les rapprocher. Un équipe de chercheurs de la Duke University (Caroline du Nord, USA) a récemment montré que la protéine CTGF (connective tissue growth factor) était semblable à 87% avec la même CGTF présente dans le poisson-zèbre. Les observations actuelles n'avaient rien montré de semblable chez d'autres espèces animales.

Cette protéine permet à l'épine dorsale (ou moelle épinière) du poisson zèbre de se reconnecter après avoir été brisée, à la suite notamment d'un accident à la colonne vertébrale. L'épine dorsale peut, grâce à cette protéine, se reconstruire entièrement, retrouvant toutes ses fonctions. Or comme chacun sait, chez l'homme, les accidents touchant la colonne vertébrale entrainent des paralysies de la partie du corps située au dessous de la zone touchée. Le plus souvent ils provoquent la mort.

Pour isoler les molécules responsables d'une telle regénération chez le poisson zèbre, les scientifiques ont recherché les gènes dont l'activité était subitement modifiée à la suite d'une rupture de l'épine dorsale. Plusieurs d'entre eux ont été identifiés, qui codent pour la production de diverses protéines secrétées par la cellule. Il est apparu que le niveau de l'une de celle-ci, la CGTF, s'élève dans les cellules dites gliales ou neuvroglies qui forment l'environnement des neurones, lorsque celles-ci forment spontanément un pont pour rapprocher les deux parties séparées de l'épine dorsale.



Schematic of the multistep process of spinal cord regeneration in zebrafish. (Injury response:) When the zebrafish’s severed spinal cord undergoes regeneration, a bridge forms. (Bridging:) The first cells extend projections into a distance tens of times their own length and connect across a wide gulf of the injury. Nerve cells follow. (Remodeling:) By 8 weeks, new nerve tissue has filled the gap and the animals have fully reversed their severe paralysis. (credit: Mayssa H. Mokalled et al./Science)


Or, lorsque la CGTF humaine, proche nous l'avons vu à 87% de celle du poisson zèbre, était administrée à l'un de ceux-ci dont l'épine dorsale avait été coupée, le poisson pouvait nager normalement au bout de deux semaines, la protéine ayant accéléré sinon provoquer la regénération.

La CGTF humaine est composée de plusieurs blocs ayant plusieurs fonctions. Ceci pourrait la rendre plus aisée à utiliser comme thérapie dans le cas des blessures à l'épine dorsale humaine. Curieusement, ceci n'avait pas encore été tentée à ce jour.

Cependant la CGTF à elle-seule ne suffit pas à regénérer la colonne vertébrale chez les mammifères, du fait notamment des tissus de cicatrisation qui se forment autour de la blessure. Pour comprendre ce problème, les chercheurs vont désormais entreprendre des études sur la souris afin d'approfondir la façon dont la CGTF s'y forme, et dans quels types de cellules elle le fait.

L'équipe étendra sa recherche aux autres protéines secrétées à la suite d'un accident à la colonne vertébrale, afin de mieux comprendre la façon dont la CGTF agit sur le poisson zèbre;

Inutilme de signaler l'intérêt de ces recherches concernant l'accidentologie humaine

Référence

http://science.sciencemag.org/content/354/6312/630

Abstract

Injury-induced ctgfa directs glial bridging and spinal cord regeneration in zebrafish

Unlike mammals, zebrafish efficiently regenerate functional nervous system tissue after major spinal cord injury.Whereas glial scarring presents a roadblock for mammalian spinal cord repair, glial cells in zebrafish form a bridge across severed spinal cord tissue and facilitate regeneration. We performed a genome-wide profiling screen for secreted factors that are up-regulated during zebrafish spinal cord regeneration. We found that connective tissue growth factor a (ctgfa) is induced in and around glial cells that participate in initial bridging events. Mutations in ctgfa disrupted spinal cord repair, and transgenic ctgfa overexpression and local delivery of human CTGF recombinant protein accelerated bridging and functional regeneration. Our study reveals that CTGF is necessary and sufficient to stimulate glial bridging and natural spinal cord regeneration.

Voir aussi

* Poisson zèbre

* Cellules gliales

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Utilisation d'implants

Sur le même sujet, on avait appris récemment que, pour la première fois, des singes partiellement paralysés ont pu remarcher grâce à un système composé de deux implants, conçu en Suisse. Les résultats de cette expérience ont été publiés dans la revue Nature. Auparavant, la même opération avait été réalisée avec succès chez des rats.

En juin 2015, deux macaques rhésus souffrant d’une lésion de la moelle épinière ont bénéficié d’un d'un interface cerveau-moelle épinière», composé de deux implants reliés entre eux par un réseau sans fil.

L’un des implants est fixé dans le cerveau et sert à enregistrer et décoder les intentions motrices. L'autre est fixé sous la lésion et transmet les mouvements commandés par le cerveau.

A la suite de l'opération, l’un des singes a retrouvé une partie de l’usage de sa patte paralysée dès la première semaine suivant la pose des implants, sans aucune thérapie. Le deuxième singe a, lui, eu besoin de deux semaines pour arriver au même résultat.

Les applications aux humains pourraient être expérimentées prochainement, permettant par exemple à un patient complètement paralysé de mouvoir, au moins partiellement, ses membres à volonté grâce à l’interface cerveau-moelle épinière.

D'ailleurs, dans la suite de cette expérimentation chez sur les singes, une étude clinique de faisabilité a commencé à l’hôpital universitaire de Lausanne (CHUV) afin de tester ce système chez les personnes atteintes d’une lésion de la moelle épinière.

Notre appréciation

Sans rien retirer à l'intérêt de cette expérience, qui permet de connecter au cerveau d'autres zones du système nerveux, comme d'ailleurs des objets extérieurs tels qu'une commande d'ordinateur, nous pensons qu'elle est moins innovante en profondeur que celle décrite dans l'article principal. Elle a d'ailleurs fait l'objet d'un certain nombre d'expérimentations que nous avions relatées.

L'étude sur le poisson zèbre relatée dans l'article principal permettra d'entrer en profondeur dans le fonctionnement des transmissions nerveuses, en relation ou non avec le cerveau. Le domaine demeure encore très mal connu. Mais il est évident que l'application de cette méthode dans le cas de paralysés humains demandera sans doute de longues années, ce qui n'est pas le cas avec les implants numériques.


Référence

Nature. Brain implants allow paralysed monkeys to walk
http://www.nature.com/news/brain-implants-allow-paralysed-monkeys-to-walk-1.20967