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| ISO 690 | Nau, J., À quand les premières applications médicales de l’optogénétique ?, Rev Med Suisse, 2018/608 (Vol.14), p. 1108–1109. DOI: 10.53738/REVMED.2018.14.608.1108_1 URL: https://www.revmed.ch/revue-medicale-suisse/2018/revue-medicale-suisse-608/a-quand-les-premieres-applications-medicales-de-l-optogenetique |
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| MLA | Nau, J. À quand les premières applications médicales de l’optogénétique ?, Rev Med Suisse, Vol. 14, no. 608, 2018, pp. 1108–1109. |
| APA | Nau, J. (2018), À quand les premières applications médicales de l’optogénétique ?, Rev Med Suisse, 14, no. 608, 1108–1109. https://doi.org/10.53738/REVMED.2018.14.608.1108_1 |
| NLM | Nau, J.À quand les premières applications médicales de l’optogénétique ?. Rev Med Suisse. 2018; 14 (608): 1108–1109. |
| DOI | https://doi.org/10.53738/REVMED.2018.14.608.1108_1 |
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avancée thérapeutique
23 mai 2018
À quand les premières applications médicales de l’optogénétique ?
DOI: 10.53738/REVMED.2018.14.608.1108_1
C’est, dans le champ chaque jour plus mouvant des neurosciences, une technique qui, assure-t-on, ouvre mille et une perspectives diagnostiques et thérapeutiques : l’optogénétique. On nomme ainsi une approche combinant les performances de l’optique et les acquis grandissants de la génétique. Développée aux confins de la neurologie et de la psychiatrie, elle fut primée en 2010 par Nature Methods.1
« Les systèmes optogénétiques combinent les avancées du génie génétique avec les nouvelles technologies d’illumination optique et ont permis d’atteindre l’un des “Graal” des sciences biologiques modernes : la capacité de visualiser ou contrôler un événement dans un type cellulaire ciblé génétiquement, à un temps défini et dans un système intact, pouvait-on lire l’année suivante dans le Bulletin de la société française des neurosciences.2 Loin d’intéresser seulement les électrophysiologistes, cette approche ouvre également des perspectives nouvelles aux biologistes cellulaires et aux comportementalistes. »
Les auteurs, Philippe Isope et Matilde Cordeo-Erausquin, résumaient alors les différentes étapes récentes qui avaient permis de « faire répondre les neurones à la lumière » et l’envol de l’optogénétique « avec l’utilisation des opsines microbiennes » en 2005 et 2006 par le groupe de Karl Deisseroth. « En permettant l’activation spécifique et contrôlée, en particulier in vivo chez l’animal en mouvement, d’une population (parfois minoritaire au sein d’un noyau), l’optogénétique permet d’identifier l’implication de cette population dans un comportement, expliquaient-ils. In vitro, elle se révèle un outil unique pour déchiffrer des réseaux encore mal connus. Or, la majorité des constructions génétiques est gracieusement rendue disponible, et la production de virus ou de souris transgéniques est couramment externalisée. Si des lasers dispendieux étaient indispensables pour délivrer une lumière cohérente suffisamment puissante pour illuminer, via une fibre optique, des tissus profonds, aujourd’hui de simples LED de nouvelle génération sont suffisantes. Ainsi les techniques d’optogénétique, révolutionnant la plupart des domaines de recherche, comptent parmi les plus accessibles et les moins onéreuses. »
Puis, en 2015, dans ces colonnes,3 Christian Lüscher, Elise Davoine (Service de neurologie, Département des neurosciences cliniques, HUG) et Camilla Bellone (Département des neurosciences fondamentales, Université de Lausanne) se rapprochaient de l’usage thérapeutique pouvant être fait de l’optogénétique.
« Au cours des dix dernières années, l’optogénétique a révolutionné les neurosciences en permettant une modélisation sans précédent des circuits impliqués dans certaines pathologies cérébrales, telles que l’addiction, la dépression, les troubles obsessionnels compulsifs (TOC) et autres troubles anxieux, rappelaient-ils. Plus récemment, cette technique a également permis de proposer de nouvelles thérapies pour ces pathologies. Bien que, pour différentes raisons, l’optogénétique ne puisse encore être appliquée directement à l’homme, nous pensons qu’une étape intermédiaire pourrait consister en l’élaboration de nouveaux protocoles de stimulation cérébrale profonde (SCP) qui s’inspireraient de données prometteuses découlant de l’optogénétique sur les modèles animaux. »
Les auteurs proposaient alors, via des protocoles de SCP inspirés par l’optogénétique, d’affiner les approches thérapeutiques existantes et d’élaborer de nouvelles indications de traitement. « Il devrait être possible de proposer de nouveaux protocoles en choisissant attentivement la cible de la stimulation et en connaissant précisément la fonction altérée du circuit neuronal à rétablir, concluaient-ils. Les TOC, la dépression et l’addiction pourraient être de bonnes indications à une telle thérapeutique. Il fait peu de doutes que, dans les années à venir, la SCP va continuer à se développer. Elle devrait permettre non seulement de soulager les patients souffrant de ces pathologies cérébrales (actuellement sans traitement réellement efficace) mais également d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents. »
Cette technique a permis de mettre en évidence l’altération de circuits neuronaux associée à diverses pathologies
Où en est-on en 2018 ? Destinée au grand public, une synthèse des connaissances et des perspectives nées de l’optogénétique vient d’être publiée4 sur le site The Conversation, par Clara Roujeau, postdoctoral research fellow à l’Université de Lausanne. « L’optogénétique repose sur la découverte dans des algues d’une protéine aux propriétés physiques bien particulières, résume-t-elle. Cette protéine, appelée channelrhodopsine, peut en effet être activée par de la lumière bleue (protéine photosensible). Les algues se mettent en mouvement en réponse à l’activation de la channelrhodopsine par la lumière. Basés sur cette découverte, des scientifiques ont cherché à transposer ce système aux neurones afin de les activer de façon spécifique par de la lumière. Les chercheurs ont alors développé des souris génétiquement modifiées (souris transgéniques), pour lesquelles le gène codant la channelrhodopsine a été introduit dans un type précis de neurones. »
En soumettant ces souris à de la lumière bleue, seuls les neurones possédant la channelrhodopsine, sont stimulés : on peut donc étudier l’impact de l’activation de ces neurones sur la physiologie de la souris. De nombreuses lignées de souris transgéniques ont ainsi été générées par les chercheurs, souris dans lesquelles la channelrhodopsine a été introduite dans divers types de neurones, permettant l’étude sélective de leur fonction.
« L’implantation d’une fibre optique dans le cerveau de ces souris génétiquement modifiées permet de stimuler les neurones ciblés chez des animaux éveillés et donc libres de leur mouvement. Ainsi, l’optogénétique permet d’analyser à la fois la fonction physiologique de ces neurones chez des souris saines, mais également leur dysfonctionnement chez des souris malades, explique encore Clara Roujeau. Jusqu’à présent, cette technique a permis de mettre en évidence l’altération de circuits neuronaux associée à diverses pathologies telles que la dépression ou l’addiction. »
L’auteure ajoute que l’équipe du Pr Bernard Thorens (Université de Lausanne) a récemment montré5 par optogénétique que la suractivation de neurones spécifiques augmente la motivation des souris à rechercher de la nourriture sucrée. Une étude qui suggère que ces neurones peuvent être impliqués dans la surconsommation de sucres, associée à l’obésité et au diabète de type 2. « Encore plus incroyable, ajoute-t-elle, l’optogénétique pourrait également constituer un nouvel outil thérapeutique pour certaines pathologies en rétablissant une activité neuronale normale. A cet égard, plusieurs équipes de recherche ont réussi à diminuer les comportements d’addiction aux drogues ou à corriger les symptômes (liés à la motricité) de la maladie de Parkinson chez des souris transgéniques soumises à de la lumière bleue. »
Pour autant, elle estime qu’en dépit de ces résultats prometteurs, il nous faut bien comprendre que l’optogénétique demeure, à ce jour, une technique de laboratoire – et une technique qui n’est pas encore applicable à l’homme pour trois raisons majeures. L’introduction du gène codant la channelrhodopsine dans les neurones nécessite la manipulation de virus dont les effets secondaires potentiels chez l’homme sont encore mal connus (en dépit des avancées des techniques de thérapies géniques). On ajoutera que la spécificité neuronale de l’optogénétique, liée à l’activation sélective d’un type de neurones possédant la protéine étudiée, requiert l’utilisation d’animaux transgéniques.
On notera, enfin, que cette technique est ici basée sur le contrôle et la modification de certains champs de l’activité cérébrale. Ce qui, à l’évidence, soulève de nombreuses et très délicates questions aux confins de la science, de la médecine et de l’éthique. Quand l’optogénétique commencera-t-elle à entrer dans le champ de la thérapeutique humaine ?