Une équipe de chercheurs dirigée par Elisa Konofagou, professeur d’ingénierie biomédicale à l’université de Columbia, développe de nouvelles techniques basées sur les ultrasons, pour l’imagerie et les applications thérapeutiques. Leurs derniers travaux concernent la maladie d’Alzheimer.
Les chercheurs utilisent des « ultrasons focalisés » « pour cibler l’administration de médicaments au cerveau en ouvrant de manière non invasive la barrière hémato-encéphalique (BHE) et moduler l’activité neuronale dans le système nerveux central et périphérique ». En effet, des thérapies géniques pour la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson sont à l’étude (cf. CRISPR : He Jiankui veut s’attaquer à la maladie d’Alzheimer ; Maladie de Parkinson : un nouvel essai clinique qui utilise l’embryon), mais la barrière hémato-encéphalique est « très difficile à franchir ».
Deux études complémentaires
Dans une première étude publiée dans PNAS [1], ils ont montré que l’utilisation d’ultrasons focalisés et de microbulles pour ouvrir la BHE permet non seulement d’éditer le génome [2], mais aussi de multiplier par 20 le nombre de copies de gènes.
Les travaux publié dans Theranostics [3] prouvent quant à eux que l’ouverture de la BHE réveille à elle seule le système immunitaire du cerveau chez la souris. Ce déclenchement réduit ensuite les charges de bêta-amyloïde et de protéine tau (cf. Alzheimer : essai d’un traitement pour « réduire au silence » la protéine tau) – les deux protéines caractéristiques de la maladie d’Alzheimer – tout en améliorant la mémoire de travail. Une hypothèse qu’ils ont pu valider chez l’être humain, de façon « modeste », dans le cadre d’un essai clinique.
Une nouvelle piste de traitement ?
Pris ensemble, ces deux articles montrent que les ultrasons focalisés peuvent faciliter le traitement de la maladie d’Alzheimer, soit en améliorant la diffusion et l’expression de l’édition de gènes, soit en favorisant l’immunomodulation. Cette nouvelle technique peut induire simultanément les deux méthodes : l’édition de gènes et l’immunomodulation. Selon Elisa Konofagou, « l’effet synergique qui en résulte pourrait s’avérer essentiel dans le traitement de la maladie d’Alzheimer, en particulier à ses premiers stades ».
Cette technique fait actuellement l’objet d’un essai clinique.
[1] Yeh-Hsing Lao et al, Focused ultrasound–mediated brain genome editing, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2302910120
[2] Pour la maladie d’Alzheimer ce sont les gènes ApoE4 et ApoE2 qui sont ciblés.
[3] Maria Eleni Karakatsani et al, Focused ultrasound mitigates pathology and improves spatial memory in Alzheimer’s mice and patients, Theranostics (2023). DOI: 10.7150/thno.79898
Source : Medical Xpress, Holly Evarts, Columbia University School of Engineering and Applied Science (13/09/2023)
