CE19 - Technologies pour la santé

Signature electro-moleculaire des différents territoires fonctionnels du noyau subthalamique au service d’une stimulation cérébrale profonde directionelle optimale – CuSTIMprint

Résumé de soumission

La stimulation cérébrale profonde (SCP) du noyau sous-thalamique (NST) est devenue une référence de la chirurgie fonctionnelle pour le traitement de la maladie de Parkinson (MP). Son intérêt est aussi évalué dans plusieurs essais cliniques pour le traitement des troubles obsessionnels compulsifs (TOCs) depuis que des améliorations cognitives importantes ont été rapportées chez des patients atteints de tels troubles. Cette possibilité de moduler des symptômes moteurs et cognitifs au travers de la stimulation du NST résulte très probablement de l'hétérogénéité fonctionnelle de ce noyau.

L'intrication du NST avec les structures cérébrales adjacentes ainsi que l'existence, au sein même du NST, de sous territoires fonctionnels (cognitifs, moteurs et limbiques) rendent complexe le ciblage précis de ce noyau. Bien que l'imagerie et l'électrophysiologie per-opératoires rendent possible le ciblage chirurgical du NST, ces techniques ne répondent pas au besoin de délimitation des sous territoires fonctionnels qui composent le NST et sous-tendent sa composante motrice ou sa composante cognitive. Ceci constitue un verrou pour le traitement symptomatique de la MP ou des TOCs qui dépendent d'une stimulation focalisée sur la partie motrice (MP) ou cognitive (TOCs) du NST. Il a par ailleurs été rapporté qu'une localisation imprécise de l'electrode de stimulation peut être associée à des effets secondaires indésirables sur le plan moteur, cognitif ou psycho affectif.

L'émergence de la stimulation directionnelle grâce au développement de nouvelles électrodes confirme un besoin clinique pour une stimulation focalisée qui permette de répondre et d'ajuster, à la demande, les paramètres pour agir sur la composante motrice ou cognitive en fonction du contexte pathologique. On admet que le traitement des informations motrices implique plutôt la partie dorso-latérale des ganglions de la base (GB) tandis que le traitement des informations cognitives serait plutôt asocié à la partie ventro-médiane. Pour autant, il apparait nécessaire à ce jour de conduire des travaux pour confirmer ces données et préciser i) la distinction du NST des noyaux voisins et ii) formaliser le découpage du NST en sous territoires fonctionnels.

Nous avons récemment démontré pour la première fois que des "empreintes tissulaires" peuvent être collectées dans le NST de patients atteints de la MP ou de TOCs pendant la SCP. Ces empreintes ouvrent la voie à un décryptage moléculaire des noyaux ciblés par la SCP dans différents contextes pathologiques. En parallèle, nous avons développé un dispositif médical innovant et optimisé permettant de réaliser une empreinte de tissu spatialisée en utilisant le silicium poreux comme surface de capture et compatible avec une analyse moléculaire extensive des échantillons ainsi prélevés.

Le présent projet vise à identifier des patterns moléculaires spécifiques du NST et de ses sous territoires fonctionnels. Dans un modèle de primates non humains, des empreintes tissulaires seront réalisées dans les différentes parties du NST. Elles seront analysées par imagerie MALDI afin de mettre évidence des profils moléculaires spécifiques de ces régions. Puis une électrode de stimulation/enregistrement multidirectionnelle sera implantée pour réaliser, chez l'animal sain puis rendu parkinsonien, une étude électrophysiologique des ganglions de la base afin d’identifier des profils électriques qui corréleraient avec les profils moléculaires. Nous évaluerons enfin l'impact d'une stimulation directionnelle de ces différentes régions sur l'amélioration des performances motrices et/ou cognitives.

Ensemble, ces données ouvrent la voie à une utilisation clinique de l'empreinte tissulaire pendant la SCP permettant de mieux délimiter, par une analyse moléculaire dans le temps opératoire, le NST et ses subdivisions pour une implantation optimale de l'électrode chez les patients et une stimulation ciblée, répondant ainsi au besoin clinique.

Coordination du projet

Ali Bouamrani (Medimprint / Recherche et developpement)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

MEDIMPRINT Medimprint / Recherche et developpement
GIN Brigitte Piallat

Aide de l'ANR 482 492 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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