Une stimulation synchronisée pour prévenir l’atrophie diaphragmatique, induire une neuro-régénération et diminuer le handicap respiratoire dans la tétraplégie – RECOVDIA

Les lésions de la moelle épinière (LME) touchent plus de 2,5 millions de personnes dans le monde. La majorité des lésions se produit au niveau cervical, altérant la locomotion mais aussi la fonction respiratoire. Après une lésion haute (en C4 ou au-dessus), les patients peuvent devenir ventilo-dépendants, ce qui compromet considérablement la qualité de vie et augmente le taux de mortalité. A ce jour, la ventilation mécanique (VM) est l’unique solution pour ces patients, incapables de respirer par eux-mêmes. Les rares alternatives à la VM, comme l’implantation d’un stimulateur phrénique, ne peuvent être mises en place que des mois ou années après la LME, avec un très faible taux de succès (10%). L’électrostimulation des muscles extra-diaphragmatiques pourrait être une solution pour induire une neuroplasticité et améliorer/ préserver la structure et la fonction du diaphragme, mais les dispositifs actuellement accessibles sur le marché ne sont pas conçus pour ces effets.

Le PARTENAIRE 1 a développé un système de stimulation non-invasive des muscles extra-diaphragmatiques (les intercostaux et les abdominaux), chez la souris, de façon synchronisée à la respiration (rSynES). Les résultats préliminaires suggèrent que le diaphragme et la fonction respiratoire récupèrent suite à cette stimulation indirecte du diaphragme. Ainsi, les réseaux neuronaux pourraient être activés et une régénération axonale pourrait apparaitre, représentant un espoir de traitement chez les patients dépendants de la VM. Cependant, le système rSynES doit être optimisé pour être parfaitement synchronisé à la respiration spontanée et/ou sous VM et le lien entre la stimulation extra-diaphragmatique et la fonction du diaphragme démontré.

Le PARTENAIRE 2 a une expertise reconnue dans le développement de méthodes d’acquisition et d’analyse de l’imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (fIRM) du cerveau, et a récemment développé un dispositif pour l’IRM de la moelle épinière chez la souris. Cette approche permettrait de mettre en évidence une activation neuronale au cours d’une session de rSynES et aider à l’optimisation fonctionnelle du système.

Le PARTENAIRE 3 a développé une expertise en imagerie de Transfert de Saturation par Échange Chimique (CEST) du glutamate (IMR-GluCEST) chez la souris. Cette approche émergeante permet de cartographier la distribution du glutamate dans la moelle épinière, informant ainsi sur l’intégrité neuronale.

Le projet RECOVDIA vise à optimiser le développement de rSynES chez la souris et à obtenir une preuve de concept de l’efficacité de cette thérapie. Les objectifs sont : 1/ d’optimiser le développement de rSynES, 2/ d’obtenir une preuve de concept de l’efficacité de rSynES sur la fonction respiratoire, tout en identifiant de nouveaux biomarqueurs de neuroplasticité, et, enfin, 3/ de déterminer les mécanismes d’action de rSynES. Des approches standardisées seront utilisées pour étudier la fonction respiratoire et l’activité diaphragmatique au côté d’analyses structurales et moléculaires et par IRM fonctionnelle et métabolique (GluCEST) de la moelle épinière.

Le consortium combine des expertises complémentaires en physiologie respiratoire, neurobiologie et en imagerie pour développer une approche à haut potentiel de transfert clinique. En outre, ce projet sera déterminant pour le succès d’un projet de maturation associé à un algorithme récemment breveté, et ayant pour but l’adaptation du dispositif à l’humain. Au cours du projet RECOVDIA, nous avons également espoir d’identifier les paramètres d’IRM qui pourront servir de biomarqueurs en médecine régénérative. Ce projet est une opportunité unique d’associer le développement technologique de la stimulation neuromusculaire et des biomarqueurs d’IRM à des objectifs à la fois clinique -développer une nouvelle approche thérapeutique visant à réduire le handicap respiratoire chez des patients dépendants à la VM – et scientifique - d’améliorer les concepts de neuromodulation.