Ces scientifiques de l’Université d'Arizona (ASU) viennent d’identifier parmi les premiers indices moléculaires des phases aiguës et chroniques des lésions cérébrales traumatiques. Ces travaux, publiés dans la revue Science Advances, vont permettre de faire progresser la compréhension, le diagnostic et le traitement de précision des différentes formes de traumatisme crânien (TBI : traumatic brain injury).
Le TBI est un problème de santé publique croissant qui affecte plusieurs millions de personnes dans le monde chaque année (1,7 million aux seuls Etats-Unis) et qui reste l'une des principales causes de décès et d'invalidité chez les enfants et les jeunes adultes. Un traumatisme crânien induit un risque plus élevé de déficits cognitifs et comportementaux plus tard dans la vie. Cette nouvelle recherche révèle certains des premiers indices moléculaires spécifiques aux lésions cérébrales traumatiques. Alors que les mécanismes moléculaires et cellulaires de la progression de ces lésions sont multiformes et restent mal connus, cette complexité représente un défi pour le diagnostic, l’évaluation et la prise en charge de ces traumatismes », explique l’auteur principal, le Dr Sarah Stabenfeldt, professeur à l'ASU.
Le biopanning ou la sélection de peptides qui se lient à une cible donnée
L’étude a suivi une approche innovante, de «biopanning», permettant de révéler plusieurs signatures moléculaires clés ou biomarqueurs, tout juste après l'événement traumatique (la phase aiguë), puis à plus long terme durant la phase chronique du traumatisme. L’objectif était de pouvoir suivre ces différents biomarqueurs, une fois identifiés, alors que la pathologie évolue et change au fil du temps, ce qui signifie qu'une seule protéine ou un seul récepteur peut être régulé positivement à une phase de la lésion, mais pas à un stade ultérieur.
- Sur une souris modèle de traumatisme,
un modèle bien établi en neurotraumatologie,
les scientifiques sont parvenus à identifier ces biomarqueurs uniques et spécifiques à chaque étape de développement puis de résolution de la lésion, à l’aide de plusieurs outils et techniques de « biopanning » de pointe permettant non seulement d’identifier mais aussi de capturer ces molécules.
Le second défi de la barrière hémato-encéphalique : si l’identification de ces marqueurs d’étapes du trauma cérébral est une base indispensable du développement de nouveaux médicaments adaptés à l’évolution de la lésion, la barrière entre les tissus vasculaires et cérébraux constitue le second défi à relever : chez une personne en bonne santé, la la barrière hémato-encéphalique régule étroitement les échanges de nutriments et de déchets du sang vers le cerveau et vice et versa, cependant la barrière complique également l'administration de médicaments au cerveau.
- De plus, en cas de traumatisme cérébral, la barrière hémato-encéphalique peut être perturbée ce qui déclenche une cascade de mort cellulaire, de tissus déchirés et de débris.
- Enfin, à plus long terme, la lésion peut induire une inflammation et un gonflement ainsi qu’une altération des sources d'énergie du cerveau. Une telle réaction peut étouffer l'approvisionnement en sang du cerveau, entraînant davantage de mort cellulaire, et un handicap permanent.
La bonne nouvelle est que les molécules et les biomarqueurs identifiés ici sont suffisamment petits pour se glisser à travers les minuscules interstices de la barrière hémato-encéphalique, ce qui va permettre de surmonter l’obstacle avec des thérapies basées sur sur ces molécules et de plus adaptées à la phase aiguë – associée notamment à un dysfonctionnement principalement métabolique et mitochondrial et à la phase chronique, plus largement associé à des processus neurodégénératifs.
Enfin, la recherche contribue à expliquer pourquoi les personnes qui subissent un traumatisme crânien sont plus susceptibles de développer des maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, plus tard dans la vie.
Bientôt donc, promettent les auteurs, des diagnostics et des thérapies ciblées de nouvelle génération.
Source: Science Advances 22 July, 2022 DOI : 10.1126/sciadv.abo5047 Uncovering temporospatial sensitive TBI targeting strategies via in vivo phage display
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