Utilisation de l'activité neurale des nerfs sympatiques comme biomarqueurs de rechutes dans l'arthrite rhumatoi¨de – NeuroInfPredict

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune chronique se caractérisant par une inflammation articulaire entraînant une invalidité importante. Le maladie se manifeste par des phases d'exacerbations (ou rechutes) et des périodes de plus faible activité (remission). Les patients atteints de PR sont traités par l'administration d'immunosupresseurs. Cependant ces traitement sont associés à des problèmes des effets secondaires importants et des rechutes dans environ un tiers des cas. Les rhumatologues évaluent les symptômes cliniques de la PR et tentent d'ajuster le traitement en cas de rechute ou d'effets secondaires indésirables. Ils manquent cependant de biomarqueurs fiables des rechutes de la PR. Cela se traduit souvent par dosages thérapeutiques sous-optimaux. Un système d'administration de médicaments avant l'apparition des phases d'exacerbations pourrait permettre de développer une médecine personnalisée adaptant le traitement à l'individu permettant non seulement de raccourcir le temps pour obtenir des niveaux médicamenteux efficace mais également d'améliorer les rapports coût-bénéfice des médicaments, et de finalement obtenir un taux de réponse élevé avec une toxicité minimales.
En parallèle des approches pharmacologiques classiques, la médecine bioélectronique a pour but de traiter les maladies en utilisant des appareils électroniques pour électrostimuler les nerfs du système nerveux autonome. Cette approche innovante a ainsi permis d’améliorer les symptômes de patients souffrant de PR. Cependant, moins d'un tiers des patients ont obtenu une rémission réelle après électrostimulation.

Les deux approches qu’elles soient pharmacologiques ou bioelectroniques devraient pouvoir être améliorées en anticipant les phases de rechute afin d’administrer le traitement de façon ponctuelle avant l'apparition des premiers symptômes.

Le but de ce projet est de fournir la preuve de concept chez la souris que l'activité neuronale sympathique peut être utilisée comme une nouvelle classe de biomarqueurs pour une surveillance automatisée en temps réel personnalisée (prévenant également les rechutes) de l'activité de la maladie arthritique.
Concernant cette preuve de concept, nos objectifs spécifiques sont :
• Objectif 1: identifier les signaux qui génèrent des changements d'activité neuronale du nerf splénique suite à une inflammation;
• Objectif 2: en s'appuyant sur cette signature neuronale, identifier une activité électrique du nerf splénique qui prédit une rechute dans un modèle murin d'arthrite inflammatoire;
• Objectif 3: évaluer si le traitement par électrostimulation peut être amélioré lorsqu'il est administrée automatiquement après la détection d’une activité électriques associée à la rechute (système en boucle fermée).

La principale innovation de ce projet repose sur l'identification d’empreinte neuronales en temps réel basés sur des méthodes d'apprentissage automatique qui pourraient discriminer les neurogrammes associés aux périodes de rechute chez les patients atteints de PR pour anticiper une intervention thérapeutique.

Pour atteindre notre objectif, nous avons réuni un consortium multidisciplinaire comprenant deux partenaires universitaires, qui sont tous deux des leaders internationalement reconnus dans les domaines de l'immunologie et du traitement du signal biomédical. Nous avons également obtenu des résultats préliminaires suggérant que l'activité nerveuse splénique spontanée pourrait être utilisée comme biomarqueur de l'inflammation. La force du consortium réside dans la combinaison de l'approche biologique et le décodage neuronal par machine learning.

Cette approche nous permettra non seulement de jeter les bases scientifiques d'un nouveau champ de recherche à l'interface entre neurologie et immunologie mais pourrait également être bénéfique pour les patients atteints d’autres maladies inflammatoires à médiation immunitaire, notamment la maladie de Crohn ou la sclérose en plaques.