Représentation artistique de la nouvelle technologie de stimulation magnétomécanique, qui consiste à cibler des cellules cérébrales spécifiques à l’aide de particules magnétiques.

La capacité de stimuler ou de contrôler les cellules du cerveau pourrait nous fournir de nouveaux moyens puissants de comprendre et de traiter les troubles neurologiques, et nous commençons à voir des moyens très intéressants d’y parvenir. Des scientifiques de l’University College London (UCL) ont démontré chez des rongeurs un nouveau type de « micro-aimant » qui peut fonctionner comme un interrupteur mécanique miniaturisé pour activer des cellules sensibles au toucher, offrant ainsi une nouvelle méthode pour contrôler des régions spécifiques du cerveau.

Il existe des parallèles entre cette percée et une autre branche passionnante de la recherche axée sur le contrôle minutieux des cellules du corps, connue sous le nom d’optogénétique. Cette technique consiste à insérer des gènes dans des cellules normales pour les rendre sensibles à la lumière, ce qui permet de les stimuler dans le but de traiter la paralysie, de soulager la douleur et de restaurer la vision.

Bien qu’il y ait eu des réussites, comme le cas où l’optogénétique a été utilisée pour restaurer partiellement la vision chez un humain pour la première fois l’année dernière, l’adaptation de la technologie à un usage clinique s’est avérée difficile en raison de la nécessité de modifier génétiquement les cellules. L’équipe de l’UCL a trouvé un autre moyen de contrôler l’activité cérébrale qui n’implique pas de telles mesures.

« Notre nouvelle technologie utilise des particules magnétiques et des aimants pour contrôler à distance et avec précision l’activité des cellules cérébrales et, surtout, sans introduire de dispositif ou de gène étranger dans le cerveau », a déclaré le Dr Yichao Yu, chercheur principal.

L’approche centrée sur l’aimant de l’équipe consiste à cibler des cellules cérébrales appelées astrocytes, qui vivent entre les vaisseaux sanguins et les cellules nerveuses du cerveau et fournissent aux neurones un soutien métabolique et structurel, tout en régulant l’activité des circuits neuronaux. Pour les scientifiques, il s’avère que ces cellules sont également sensibles au toucher.

« Les astrocytes étant sensibles au toucher, le fait de les décorer avec des particules magnétiques permet de donner une petite impulsion aux cellules depuis l’extérieur du corps à l’aide d’un aimant, et donc de contrôler leur fonction », explique l’auteur principal, le professeur Mark Lythgoe. « Cette capacité à contrôler à distance les astrocytes offre un nouvel outil pour comprendre leur fonction et pourrait permettre de traiter les troubles du cerveau et de l’humeur, notamment la dépression. »

L’équipe a baptisé sa technologie « stimulation magnétomécanique » (SMM) et fait appel à de minuscules particules magnétiques recouvertes d’un anticorps. Elles se lient ainsi sélectivement aux astrocytes, ce qui a été démontré par des injections dans des régions ciblées du cerveau de rats, puis activées en plaçant un dispositif magnétique près de la tête, à l’extérieur du corps. Ils ont ensuite été activés en plaçant un dispositif magnétique près de la tête, à l’extérieur du corps, ce qui a permis d’activer une série de voies de signalisation censées réguler une grande variété de fonctions cérébrales.

« La capacité de contrôler les astrocytes du cerveau à l’aide d’un champ magnétique donne aux chercheurs un nouvel outil pour étudier la fonction de ces cellules dans la santé et la maladie, ce qui pourrait être important pour le développement futur de traitements nouveaux et efficaces pour certains troubles neurologiques courants, comme l’épilepsie et les accidents vasculaires cérébraux », a déclaré Mark Lythgoe.

En outre, les particules magnétiques s’illuminent également sur les scanners IRM, ce qui permet à l’équipe de retracer très précisément leur emplacement dans le cerveau. Cette caractéristique, associée à la nature non invasive de la technologie, rend les scientifiques très optimistes quant aux possibilités.

« Nous sommes très enthousiastes à l’égard de cette technologie en raison de son potentiel clinique » souligne Mark. Lythgoe. « Contrairement aux méthodes existantes, la MMS tire parti de la remarquable sensibilité au toucher de certaines cellules du cerveau, ce qui fait que ni modification génétique ni implantation de dispositif ne sont nécessaires. »

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202270038

https://www.ucl.ac.uk/news/2022/feb/touch-sensitive-brain-cells-controlled-micromagnets