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c)La capacité des ondes ultrasonores face au cerveau: Le traitement des maladies neurodégénératives.

 

 

On peut caractériser une onde ultrasonore par plusieurs éléments bien précis.

-Tout d’abord sa fréquence très élevée que l’on a évoqué un peu plus haut.

-Ensuite vient son impédance acoustique, qui caractérise la résistance d’un milieu au passage du son.

Elle est d'autant plus grande que la densité est importante et que la compressibilité est faible. Elle traduit alors la plus ou moins grande aptitude d'un milieu donné à la pénétration des ultrasons.

 

 

 

 

Depuis des décennies, les chercheurs se heurtent à un casse-tête : comment faire entrer dans le cerveau les molécules capables de le soigner, malgré la barrière hémato-encéphalique qui empêche la plupart des molécules d'y pénétrer ?

 

(Barrière hémato-encéphalique= barrière physiologique présente dans le cerveau chez tous les tétrapodes (vertébrés terrestres), entre la circulation sanguine et le système nerveux central (SNC). Elle sert à réguler le milieu (homéostasie) dans le cerveau, en le séparant du sang. Les cellules endothéliales, qui sont reliées entre elles par des jonctions serrées et qui tapissent les capillaires du côté du flux sanguin sont les composants essentiels de cette barrière.)

 

C'est un état de fait qui peut surprendre : en théorie, beaucoup de maladies affectant le cerveau telles que la sclérose en plaques, les tumeurs cérébrales, la maladie de Parkinson ou encore celle d'Alzheimer, pourraient être traitées avec des molécules existantes déjà conçues par les laboratoires. Ou au moins, avec des molécules fabriquables à court terme via recours au génie génétique.

Traitement des maladies neurodégénératives

Des salves d'ultrasons de 2,3 microsecondes

 

En quoi consiste la methode? En fait, il s'agit d'utiliser le procédé déjà existant basé sur l'envoi d'ultrasons associé à l'injection de microbulles. Mais avec une différence importante : la durée des ultrasons envoyés est très courte, puisqu'elle est de 2,3 microsecondes seulement. Jusqu'ici en effet, les chercheurs qui avaient recours à cette technique envoyaient des salves d'ultrasons beaucoup plus longues. En fait, l'activation des microbulles par ultrasons à proximité de barrières biologiques, (barrière hémato-encéphalique) augmente sa perméabilité et permet le passage des médicaments du sang vers le cerveau mais de façon transitoire. Grâce à cette méthode, les médicaments peuvent être délivrés sans effets délétères, dans les zones du cerveau atteintes par une affection neurologique. De plus, ce système de délivrance promet d'être une technologie peu coûteuse à l'image de la modalité ultrasonore.

 

Pour parvenir à cette découverte, les chercheurs ont appliqué ces salves d'ultrasons très courtes sur des cellules de l'hippocampe (une aire cérébrale qui joue un rôle central dans la mémoire), tout en injectant les fameuses microbulles. Un dispositif qui a bel etbien permis l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique. Le tout sans causer le moindre dommage cellulaire.I'm a paragraph.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Une muraille impénétrable protège notre cerveau

 

Pourtant, même si nous disposions de molécules à l'efficacité parfaitement avérée pour traiter ces maladies... il ne serait pas possible de les innoculer au cerveau. En effet, la barrière hémato-encéphalique, cette paroi qui entoure notre cerveau, principalement constituée de cellules endothéliales (les cellules formant les parois des vaisseaux sanguins), empêche 95% des molécules présentes dans le sang de pénétrer dans le cerveau. En effet, cette véritable muraille destinée à protéger notre cerveau des agressions extérieures ne laisse filtrer que quelques molécules bien spécifiques nécessaires au cerveau, comme l'insuline ou bien des nutriments.

 

Un recours aux ultrasons

 

Toutefois, des procédés permettant de traverser ont récemment été testés. L'un des plus prometteurs est le recours aux ultrasons. En effet, en appliquant un flux d'ultrasons sur la zone du cerveau à traiter, il est possible "d'ouvrir" temporairement la barrière hémato-encéphalique pour y injecter ensuite des molécules thérapeutiques. Problème : ce dispositif peut endommager les cellules du cerveau exposées aux ultra-sons, en créant des bulles dites de "cavitation".

 

Certes, pour éviter la formation de ces bulles de cavitation, il y a bien la possibilité d'injecter des microbulles en parallèle des ultrasons, les microbulles venant alors en quelque sorte "prendre la place" de possibles bulles de cavitation, mais cette fois sans danger pour les tissus. Mais ces microbulles peuvent interférer avec les ultrasons, et affecter là encore les cellules du cerveau.

 

Pourtant, des chercheurs américains semblent avoir trouvé la parade. En effet, le Pr. Elisa Konofagou et son équipe de l'Université de Colombia ont découvert un nouveau procédé permettant de traverser la barrière hémato-encéphalique. Selon les chercheurs, ce procédé évite tout dommage cellulaire, tout en permettant de cibler très précisément les neurones à traiter.

 

Représentation schématique de l'ouverture locale de la barrière hémato-encéphalique par des ultrasons focalisés. Noir: émetteur-concentrateur d'ultrasons ; bleu : eau où circulent les ultrasons ; gris foncé : bobine d'IRM ; violine : espace libre de l'IRM.

Cerveau de rat disséqué. Le bleu de trypan injecté dans la circulation générale a pénétré dans les régions où la barrière hémato-encéphalique a été ouverte par ultrasons.

Coupe à travers le cerveau montré à gauche. La distribution de la fluorescence montre l'action des ultrasons dans les régions profondes du cerveau.

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