Des chercheurs de l’université de Cambridge ont mis au point une nouvelle technique qui permet de reconnecter des neurones sectionnés en combinant des cellules souches avec des circuits électroniques souples pour créer un appareil « biohybride ». Cela pourrait aider aussi bien des personnes paralysées que celles ayant subi une amputation et qui portent une prothèse. Ils ont publié leurs résultats dans la revue Science Advances.

Pour redonner fonction à un membre paralysé, différentes recherches ont tenté de reconnecter les axones dans un nerf endommagé grâce à des circuits électriques. Toutefois, elles se sont heurtées à un obstacle majeur. Lorsqu’une électrode est reliée à un nerf, le corps forme du tissu cicatriciel qui bloque le signal électrique.

Les différentes étapes de l’implantation (Fig A), l’implant (Fig B à E) et une augmentation de l’impédance mesurée au bout de quatre semaines qui reste acceptable (Fig F). © Université de Cambridge

Les cellules souches, la clé pour éviter la cicatrisation

Les chercheurs ont développé un appareil capable de se connecter à la terminaison d’un nerf pour recevoir les signaux des axones individuels qui le composent, en utilisant des réseaux de microélectrodes. Ils ont ajouté une couche de cellules souches pluripotentes induites — des cellules souches créées à partir de cellules adultes – pour créer des myocytes, autrement dit des fibres musculaires. L’utilisation de myocytes permet d’amplifier le signal électrique transmis par l’axone, et évite la formation de tissu cicatriciel.

L’appareil a été implanté dans des rats, en reliant les microélectrodes recouvertes de cellules aux terminaisons de nerfs sectionnés au niveau de la patte avant. Les chercheurs ont constaté une évolution du signal enregistré au bout de deux semaines qui correspond au temps de régénération des axones afin qu’ils se connectent aux myocytes.

Le signal correspondait alors à l’activité attendue pour la patte paralysée lorsque le rat se déplace. Au bout de quatre semaines, les myocytes implantés étaient toujours vivants et il n’y avait aucune trace de cicatrisation. Il faudra des recherches plus poussées avant de pouvoir passer à des essais cliniques sur des humains. Toutefois, cette technique pourrait permettre de reconnecter des nerfs sectionnés chez les personnes paralysées, et même être utilisé pour commander des prothèses après une amputation.