Grenoble Institut des Neurosciences

Chez près d'un tiers des patients qui souffrent d'épilepsie, les médicaments actuels restent inefficaces et, pour certains, la résection chirurgicale est la seule solution possible. Cependant, ce geste invasif n'est pas sans risque et ne peut être réalisé que dans des conditions particulières. Le rayonnement synchrotron, de par sa puissance et sa précision, pourrait permettre le développement d'une nouvelle approche non invasive pour soigner ces patients pharmaco-résistants.

Le synchrotron européen dispose depuis plus de 20 ans d'une ligne biomédicale qui a permis plusieurs travaux de recherche sur les possibilités d'applications thérapeutiques. Ainsi, l'équipe de François Estève et Jacques Balosso ont développé, avec les ingénieurs et scientifiques du synchrotron, l'utilisation d’un rayonnement monochromatique produit par le synchrotron européen basé à Grenoble (ESRF) pour soigner certaines tumeurs cérébrales.

Fort de cette expérience, une autre modalité consiste à utiliser des faisceaux de photons fractionnés en microfaisceaux de quelques dizaines de microns. Il est ainsi possible d'irradier certaines régions du cerveau, de façon très précise, à 10 microns près. Le croisement de ces microfaisceaux au niveau de la région cible permet de déposer une dose de radiation suffisante pour obtenir la destruction de certaines cellules, uniquement au point de convergence et sans avoir à ouvrir la boîte crânienne. Différentes études ont montré la grande tolérance des tissus biologiques à ce type de radiochirurgie par microfaisceaux, avec une absence de lésions à proximité immédiate de la trajectoire des microfaisceaux et très peu d'effets secondaires: des avantages considérables par rapport aux techniques actuelles qui présentent souvent des dégâts "collatéraux". Le développement de telles approches n'est possible qu'en raison des propriétés physiques exceptionnelles du rayonnement produit par le synchrotron grenoblois.

L'équipe "Synchronisation et modulation des réseaux dans l'épilepsie" dirigée par Antoine Depaulis, en collaboration avec celle de François Estève et la ligne biomédicale de l'ESRF, travaille depuis 5 ans sur la possibilité d'utiliser ces microfaisceaux pour le traitement de certaines formes d'épilepsie. Après une première preuve de concept réalisée sur modèle génétique d'épilepsie absence (rat GAERS) et publiée en 2013, Benoit Pouyatos (alors Postdoc) et Raphael Serduc (CR1 Inserm), ont montré que l'irradiation par microfaisceaux à 4 niveaux différents de la région du cortex somatosensoriel qui génère les crises d'absence dans ce modèle génétique, a des effets suppresseurs pendant plus de 9 semaines. Ces transections non invasives de 200 µm de large permettent de réduire les connexions neuronales dans la zone ciblée, ce qui se traduit par une réduction de la capacité de synchronisation des neurones mise en évidence par enregistrement des potentiels de champs locaux. Entre les zones d'irradiation, les analyses IRM et histologiques révèlent que le tissu n'est pas altéré et des tests comportementaux montrent que les animaux conservent une locomotion et une coordination motrice normales.
 

Puissance du signal électroencéphalographique et cohérence pendant les crises d'épilepsie-absence chez le rat GAERS avant et après irradiation par microfaisceaux synchrotron (barres rouges) du cortex somatosensoriel gauche (cortex droit = contrôle non irradié).

Cette nouvelle étude, confirme l'intérêt d'utiliser les capacités du rayonnement synchrotron pour atteindre des foyers épileptiques dont la résection en chirurgie conventionnelle est très risquée. Elle constitue ainsi une nouvelle approche thérapeutique qui reste à confirmer dans d'autre modèle avant d'envisager des études cliniques. Cette méthode permet également de réaliser des transections très fines (50 µm) de régions du cerveau très précise et peut avoir différentes applications dans l'étude de la connectivité cérébrale.



Référence :
Pouyatos, B., Nemoz, C., Chabrol, T., Potez, M., Bräuer, E., Renaud, L., Pernet-Gallay, K., Estève, F., David, O., Kahane, P., Laissue, J.A., Depaulis, A., Serduc, R., 2016. Synchrotron X-ray microtransections: a non invasive approach for epileptic seizures arising from eloquent cortical areas. Nature Publishing Group 6, 27250. doi:10.1038/srep27250

Voir aussi :
L'article "Le synchrotron pour soigner certaines maladies neurologiques ?" publié sur le site AtoutCerveau