La stimulation cérébrale profonde (SCP) du noyau subthalamique est un traitement symptomatique de la maladie de Parkinson mais ne profite qu'à une minorité de patients en raison de critères d'éligibilité stricts. Une équipe Collège de France / CNRS / Inserm / AP-HP / Sorbonne Paris Nord (Dr L. Venance et Pr B. Degos), en collaboration avec une équipe de l’université Brandeis aux Etats-Unis (Pr J. Touboul) a, pour étudier de nouvelles cibles pour des thérapies moins invasives, cherché à élucider les mécanismes clés qui soutiennent l'efficacité de la SCP. Les travaux ont fait l’objet d’une publication dans la revue Nature Communications le 13 mai 2020.
La maladie de Parkinson est l’une des principales maladies neurodégénératives puisque 1 % des personnes de plus de 60 ans dans la population mondiale en souffrent. La maladie de Parkinson résulte de la neurodégénérescence des neurones dopaminergiques nigro-striataux. Le principal traitement symptomatique de la maladie de Parkinson consiste à remplacer la dopamine manquante notamment par de la Lévodopa. Après une période très bénéfique dite de "lune de miel" sous traitement dopaminergique, les patients développent inévitablement des complications motrices extrêmement invalidantes secondaires à la prise de Lévodopa.
À ce stade, la stimulation cérébrale profonde (SCP) à haute fréquence du noyau subthalamique constitue à ce jour le traitement symptomatique alternatif le plus efficace. Toutefois, en raison de son caractère très invasif sur le plan chirurgical et de critères d'éligibilité stricts, la SCP ne bénéficie qu'à une minorité de patients (~5 à 10 %).
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer les effets bénéfiques de la SCP. Notamment, un nombre croissant de preuves indique un effet cortical de la SCP que ce soit chez les patients ou les modèles rongeurs parkinsoniens.
Afin d'étudier de nouvelles cibles pour des thérapies moins invasives, l’équipe* a cherché à élucider les mécanismes clés qui sous-tendent l'efficacité de la SCP. Le raisonnement était le suivant : reproduire les effets corticaux de la SCP devrait reproduire ses effets thérapeutiques, ouvrant ainsi la voie à des approches moins invasives pouvant alors bénéficier au plus grand nombre des patients parkinsoniens. En utilisant l'électrophysiologie in vivo, l'optogénétique, des tâches comportementales et la modélisation mathématique, les chercheurs ont découvert chez des rongeurs parkinsoniens que la SCP normalise l'hyperactivité pathologique des cellules pyramidales du cortex moteur, en activant les interneurones GABAergiques à somatostatine et en inhibant ceux à parvalbumine. L'opto-activation in vivo des interneurones corticaux à somatostatine soulage les symptômes moteurs dans un modèle de souris parkinsonienne. Un modèle mathématique souligne qu'une diminution de l'activité des neurones pyramidaux induite par la SCP ou par une stimulation des interneurones corticaux à somatostatine peut restaurer les capacités de traitement de l'information. Ces résultats démontrent que l'activation des interneurones corticaux à somatostatine peut constituer une alternative thérapeutique moins invasive que la stimulation cérébrale profonde.
Référence
Valverde, S., Vandecasteele, M., Piette, C. et al. Deep brain stimulation-guided optogenetic rescue of parkinsonian symptoms. Nat Commun 11, 2388 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-16046-6
* Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CNRS/Inserm/Collège de France) ; Unité de biologie fonctionnelle et adaptative (CNRS/université de Paris) ; service de neurologie de l’hôpital Avicenne (AP-HP, université Sorbonne Paris Nord)
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