De nouvelles armes dans la longue lutte contre les lésions de la moelle épinière
Pour tous ceux qui souffrent de lésion de la moelle épinière, un nouvel espoir est apparu récemment dans la neuromodulation électrique. Combinée à une rééducation physique intense, cette technique expérimentale a déjà produit des résultats prometteurs chez les volontaires quelques années après la lésion, qui ont vu leur contrôle moteur volontaire grandement facilité. Mais il reste du travail à accomplir pour que le plus grand nombre puisse bénéficier de cette technique prometteuse. Jusqu’à présent, seul un groupe sélectionné de jeunes paraplégiques a obtenu des résultats étonnants grâce à la neuromodulation électrique. Ce groupe avait des capacités optimales au-dessus du site de la blessure, des muscles du membre supérieur entrainés et ne présentait aucun effet secondaire à la suite d’efforts physiques continus. Mais ceux qui souffrent de lésions plus graves n’ont pas eu cette chance. Le Dr Giuliano Taccola avait pour objectif d’étendre les avantages de la neurorééducation à un plus grand nombre de personnes grâce au financement du projet EPI_NanoSTIM, soutenu par le programme Marie Curie. Il a réussi à modifier les schémas de stimulation électrique lors d’expériences précliniques, tout en étudiant de nouvelles technologies capables de potentialiser les effets de la neuromodulation dans la moelle épinière. «Notre nouveau réseau épidural multi-électrodes peut stimuler indépendamment plusieurs sites adjacents à la moelle épinière. En collaboration avec l’équipe du professeur Wentai Liu et du professeur Reggie Edgerton de l’UCLA, nous avons exploré différentes options pour la fabrication et le choix des matériaux. L’une d’elles était l’utilisation de métaux hautement conducteurs et d’éventuels revêtements nanostructurés», explique le Dr Taccola. «Quant au protocole stimulant, son principe découle de mes recherches antérieures sur les préparations biologiques in vitro. Il a été davantage affiné et s’appelle maintenant Stimulation dynamique, pour le distinguer des protocoles d’impulsions stéréotypées utilisés par la stimulation standard.» Le protocole consiste à délivrer simultanément deux formes d’onde, hautement variables en fréquence et en amplitude, échantillonnées à partir des enregistrements d’un muscle du membre postérieur pendant la locomotion. Les deux ondes sont appliquées des deux côtés du cordon dorsal, le long du segment lombo-sacré et avec une polarité cathode/anode opposée. Contrairement aux alternatives standard, le nouveau protocole de stimulation potentialise la réponse synaptique dans les circuits spinaux. Selon les données recueillies par le Dr Taccola, la combinaison de la stimulation dynamique et du réseau multi-électrodes pourrait également faciliter les entrées cortico-spinales dans les scénarios où la connexion avec les centres supraspinaux est compromise, ce qui est le cas dans les lésions de la colonne vertébrale. «Je ne vois pas beaucoup d’obstacles à l’introduction de ce nouveau protocole dans les cliniques expérimentales. Bien que la fréquence des stimuli soit supérieure à celle des protocoles approuvés pour une utilisation clinique, l’efficacité de la Stimulation dynamique est observée à des intensités beaucoup plus faibles. Notre test pilote sur des animaux, avec ou sans lésions, suggère que la répétition du protocole ne provoque ni douleur ni autre type de gêne. Néanmoins, la Stimulation dynamique ne peut être introduite dans les cliniques sans la création d’une interface stimulante similaire, adaptée à une utilisation chez l’homme. En d’autres termes, la limite à une possible transposition est essentiellement industrielle», explique le Dr Taccola. Si l’industrie se portait volontaire, la technologie des réseaux pourrait bientôt être appliquée à la moelle épinière humaine et faire de la stimulation dynamique une solution viable pour les cliniques expérimentales. Le potentiel de récupération des fonctions motrices est énorme et concerne un large éventail de personnes atteintes de lésions de la colonne vertébrale.
Mots‑clés
EPI_NanoSTIM, lésion de la moelle épinière, neurorééducation, neuromodulation électrique, stimulation électrique, stimulation dynamique, lésion de la colonne vertébrale
