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Une avancée se profile pour traiter les lésions sévères des nerfs périphériques. Des chercheurs ont conçu un dispositif implantable, biorésorbable, pouvant stimuler électriquement un nerf lésé après sa réparation chirurgicale. Une stimulation une heure par jour pendant 6 jours améliore la régénération du nerf chez le rat.
Malgré les progrès de la microchirurgie et la rééducation, les lésions traumatiques sévères des nerfs périphériques laissent souvent des séquelles sensitivo-motrices.
« Actuellement, une stimulation électrique peropératoire réalisée en salle d'opération au moment de la réparation du nerf offre un bénéfice ; mais une fois l'opération terminée, cette fenêtre d'intervention se ferme », explique au « Quotidien » le Dr Wilson Zack Ray, professeur en neurochirurgie, ingénierie biomédicale et chirurgie orthopédique à l'Université médicale de Washington à St Louis (MO). « Nous avons développé un implant biorésorbable qui administre une stimulation électrique monophasique au nerf et nous avons démontré pour la première fois qu’une stimulation post-opératoire, réalisée une heure par jour pendant six jours, améliore la régénération nerveuse dans un modèle rongeur. »
Le dispositif électronique sans fil, fabriqué en collaboration avec l’équipe du Pr John Rogers à l’Université Northwestern d’Evanston (IL), comprend d’une part un fin ruban électrode destiné à entourer le nerf lésé afin de le stimuler, et d’autre part une antenne réceptrice de radiofréquence, pas plus grande qu’une pièce de 1 centime, qui est implantée a proximité en sous-cutané. L’ensemble du dispositif se résorbe naturellement dans les 4 à 8 semaines après implantation tissulaire. Ce dispositif est alimenté et contrôlé à distance grâce à un transmetteur externe.
Les chercheurs ont évalué ce dispositif bio-électronique chez des rats dont un nerf sciatique a été sectionné puis réparé par suture. Des stimulations électriques post-opératoires administrées une heure par jour pendant une durée variable (1, 3 ou 6 jours) ont été comparées à l’absence de stimulation, en observant la récupération au cours des 10 semaines suivantes.
Cette étude chez le rat montre que l’électrostimulation peut accélérer et améliorer la régénération nerveuse ainsi que la récupération fonctionnelle des muscles cibles (masse et force), avec le meilleur résultat pour une stimulation de 6 jours. Par ailleurs, le dispositif est bien toléré, sans effet indésirable.
« Avant de mener cette étude, nous n'étions pas certains qu'une stimulation plus longue puisse changer quelque chose ; maintenant, nous pouvons commencer à chercher quelle est la durée idéale de la stimulation pour optimiser la récupération. Si nous avions administré une stimulation pendant 12 jours par exemple, aurions-nous pu obtenir un bénéfice thérapeutique encore plus grand ? C’est ce que nous examinons actuellement », précise le Dr Ray.
Les chercheurs sont capables de contrôler la durée de vie du dispositif en variant la composition et l’épaisseur des matériaux qui se dégradent naturellement.
L’étude montre aussi que le dispositif, avec quelques modifications, peut fonctionner comme un pacemaker cardiaque temporaire ou peut stimuler d’autres tissus et organes, comme la moelle épinière, le cerveau et les muscles squelettiques.
Ainsi, selon les auteurs, ces premiers exemples de « médecine bio-électronique » pourraient avoir des applications bien plus larges, non limitées à améliorer la cicatrisation des nerfs périphériques lésés.
Nature Medicine, 9 octobre 2018, Koo et coll.
Dr Véronique Nguyen
Malgré les progrès de la microchirurgie et la rééducation, les lésions traumatiques sévères des nerfs périphériques laissent souvent des séquelles sensitivo-motrices.
« Actuellement, une stimulation électrique peropératoire réalisée en salle d'opération au moment de la réparation du nerf offre un bénéfice ; mais une fois l'opération terminée, cette fenêtre d'intervention se ferme », explique au « Quotidien » le Dr Wilson Zack Ray, professeur en neurochirurgie, ingénierie biomédicale et chirurgie orthopédique à l'Université médicale de Washington à St Louis (MO). « Nous avons développé un implant biorésorbable qui administre une stimulation électrique monophasique au nerf et nous avons démontré pour la première fois qu’une stimulation post-opératoire, réalisée une heure par jour pendant six jours, améliore la régénération nerveuse dans un modèle rongeur. »
Le dispositif électronique sans fil, fabriqué en collaboration avec l’équipe du Pr John Rogers à l’Université Northwestern d’Evanston (IL), comprend d’une part un fin ruban électrode destiné à entourer le nerf lésé afin de le stimuler, et d’autre part une antenne réceptrice de radiofréquence, pas plus grande qu’une pièce de 1 centime, qui est implantée a proximité en sous-cutané. L’ensemble du dispositif se résorbe naturellement dans les 4 à 8 semaines après implantation tissulaire. Ce dispositif est alimenté et contrôlé à distance grâce à un transmetteur externe.
Les chercheurs ont évalué ce dispositif bio-électronique chez des rats dont un nerf sciatique a été sectionné puis réparé par suture. Des stimulations électriques post-opératoires administrées une heure par jour pendant une durée variable (1, 3 ou 6 jours) ont été comparées à l’absence de stimulation, en observant la récupération au cours des 10 semaines suivantes.
Cette étude chez le rat montre que l’électrostimulation peut accélérer et améliorer la régénération nerveuse ainsi que la récupération fonctionnelle des muscles cibles (masse et force), avec le meilleur résultat pour une stimulation de 6 jours. Par ailleurs, le dispositif est bien toléré, sans effet indésirable.
« Avant de mener cette étude, nous n'étions pas certains qu'une stimulation plus longue puisse changer quelque chose ; maintenant, nous pouvons commencer à chercher quelle est la durée idéale de la stimulation pour optimiser la récupération. Si nous avions administré une stimulation pendant 12 jours par exemple, aurions-nous pu obtenir un bénéfice thérapeutique encore plus grand ? C’est ce que nous examinons actuellement », précise le Dr Ray.
Les chercheurs sont capables de contrôler la durée de vie du dispositif en variant la composition et l’épaisseur des matériaux qui se dégradent naturellement.
L’étude montre aussi que le dispositif, avec quelques modifications, peut fonctionner comme un pacemaker cardiaque temporaire ou peut stimuler d’autres tissus et organes, comme la moelle épinière, le cerveau et les muscles squelettiques.
Ainsi, selon les auteurs, ces premiers exemples de « médecine bio-électronique » pourraient avoir des applications bien plus larges, non limitées à améliorer la cicatrisation des nerfs périphériques lésés.
Nature Medicine, 9 octobre 2018, Koo et coll.
Dr Véronique Nguyen