Deux nouvelles études ont montré que l’utilisation d’ultrasons focalisés pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique génère une réponse immunitaire positive dans le cerveau et pourrait également permettre à la technologie d’édition de gènes d’y accéder. Cette technique pourrait constituer une manière non invasive de traiter les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Des chercheurs utilisent des ultrasons focalisés pour ouvrir de manière non invasive la barrière hémato-encéphalique chez la souris (rouge) Figure/Laboratoire d'échographie et d'élastographie/École d'ingénierie de Columbia
La barrière hémato-encéphalique (BBB) est une membrane protectrice naturelle unique qui empêche les agents pathogènes dangereux et les toxines présentes dans le sang de pénétrer dans le cerveau. Cependant, d’un point de vue médical, la barrière hémato-encéphalique peut être un défaut car elle bloque l’entrée des médicaments et des produits biopharmaceutiques utilisés pour traiter les maladies cérébrales.
Cependant, des chercheurs de l'Université de Columbia ont trouvé un moyen d'ouvrir le BBB pour fournir des médicaments et des thérapies géniques importants directement là où ils sont le plus nécessaires. Ils ont récemment publié deux articles, tous deux soulignant l'efficacité de l'utilisation d'ultrasons focalisés non invasifs (FUS) pour accéder à la BHE.
La première étude, publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), démontre l'utilisation d'ultrasons focalisés et de microbulles administrées par voie systémique pour ouvrir la BHE, permettant ainsi à la technologie d'édition génétique CRISPR d'entrer dans la BHE. Les chercheurs ont combiné FUS avec des vecteurs viraux CRISPR et ont obtenu des efficacités d’édition de plus de 25 % dans les neurones de souris.
Ils affirment que leurs découvertes montrent qu'en utilisant le FUS, il est possible de modifier les génomes des cellules nerveuses et potentiellement de corriger les gènes codant pour des maladies cérébrales telles que la maladie d'Alzheimer, telles que l'apolipoprotéine E4 et l'apolipoprotéine E2. Des recherches antérieures ont montré que le gène de l'apolipoprotéine E4 est un facteur de risque important pour la maladie d'Alzheimer, tandis que l'apolipoprotéine E2 a un effet protecteur.
Dans une deuxième étude, publiée dans la revue Theranostics, les chercheurs ont montré que le FUS seul déclenchait une réponse immunitaire dans le cerveau des souris qui réduisait la charge bêta-amyloïde et tau (deux protéines connues pour s'accumuler dans la maladie d'Alzheimer) et améliorait la mémoire de travail.
Lorsqu'ils ont appliqué la technique FUS à des patients atteints de la maladie d'Alzheimer, ils ont constaté une légère réduction de la bêta-amyloïde dans les zones traitées de la BHE par rapport aux zones non traitées.
Pris ensemble, les résultats suggèrent que le FUS pourrait traiter la maladie d'Alzheimer en déclenchant une réponse immunitaire ou en permettant l'administration d'une technologie d'édition de gènes, ont indiqué les chercheurs. Cette nouvelle technologie a également le potentiel d’induire simultanément une modification génétique et une modulation immunitaire.
Elisa Konofagou, auteur correspondant des deux études, a déclaré : « L'effet synergique qui en résulte pourrait s'avérer essentiel dans le traitement de la maladie d'Alzheimer, en particulier à ses premiers stades. Nous sommes très enthousiastes à ce sujet. »
Les études ont été publiées dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) et dans la revue Theranostics.