Alliés dans la lutte contre la paralysie
© 2017 Hillary Sanctuary /EPFL
Le 12 mars, à la conférence South By Southwest à Austin, Texas, les scientifiques de l'EPFL Stéphanie Lacour et Grégoire Courtine font le point sur leurs recherches et partagent leur vision sur l'avenir de la neuro-réhabilitation. Grégoire Courtine offre un premier aperçu de ses essais cliniques sur la paralysie actuellement en cours au CHUV.
Les recherches de Stéphanie Lacour et Grégoire Courtine, scientifiques à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), en Suisse, ouvrent la voie à une neuroprosthétique intelligente, qui pourrait un jour assister les personnes affectées de dysfonctions neurologiques dans leurs tâches quotidiennes. Les interfaces neuroprosthétiques sont des dispositifs électroniques capables de communiquer avec le système nerveux. Les scientifiques collaborent pour faire passer leurs découvertes du laboratoire à la clinique.
Des essais cliniques en cours
Grégoire Courtine a récemment montré en laboratoire que des primates paralysés pouvaient marcher à nouveau avec l'assistance d'un système neuroprosthétique intelligent qu'il appelle «interface cerveau-moelle épinière». L'interface neuroprosthétique sans fil – entièrement portable – a essentiellement pour tâche de décoder les signaux du cerveau relatifs à la marche, et de stimuler la moelle épinière pour contracter le groupe de muscles de la jambe nécessaire afin d’accomplir les mouvements de marche désirés, et ce sans aucun entraînement thérapeutique. En 2012, le chercheur avait déjà montré que des rats paralysés suite à une lésion de la moelle épinière pouvaient récupérer après quelques semaines de réhabilitation, en combinant de la stimulation électro-chimique et de la physiothérapie utilisant un harnais robotique.
A l’occasion de l'édition 2017 de South by Southwest (SXSW), Grégoire Courtine décrit cette recherche en détail, ainsi que sa feuille de route pour transformer cette technologie en une thérapie pour les personnes souffrant de paralysie. En particulier, des essais cliniques sont en cours pour tester la faisabilité de la partie sur la moelle épinière de l'interface cerveau-moelle épinière sur des patients affectés de paralysie partielle, en collaboration avec la neurochirurgienne Jocelyne Bloch du Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV).
«C'est l'aboutissement d'années de travail», dit Grégoire Courtine à propos des essais cliniques en cours. «Les résultats sont prometteurs jusqu'ici, mais les résultats définitifs doivent être analysés soigneusement, et aucune conclusion ne peut être tirée pour l'instant.»
Son approche de la recherche sur la paralysie est tout à fait originale. Au lieu de consacrer son énergie à générer une repousse neurale dans les lésions de la moelle épinière qui conduisent à la paralysie, son approche repose sur la plasticité du système nerveux, cette incroyable capacité à s'adapter au dommage. Sur la base de ses recherches, il est animé par la conviction que son protocole de neuro-réhabilitation (stimulation électro-chimique et physiothérapie) amène le système nerveux à réétablir des connexions dans la lésion.
Des électrodes élastiques interfacent le corps
Au cœur de ces protocoles neuroprosthétiques novateurs se trouvent des électrodes implantables capables de lire l'activité neurale, de stimuler les nerfs, et de contourner la lésion nerveuse pour réactiver la fonction biologique. Les électrodes sont implantées chirurgicalement dans ou sur les fibres nerveuses cibles, prêtes à lire des signaux électriques issus d'une activité neurale, ou à délivrer un courant électrique qui imite le langage du système nerveux.
Mais il y a un bémol. Les électrodes conventionnelles sont rigides. Implantées dans le corps humain, elles irritent les tissus environnants, ce qui conduit à des inflammations et à des accroissements de tissu qui précipitent le dysfonctionnement des électrodes, et oblige à les retirer chirurgicalement.
Stéphanie Lacour, qui dirige la Chaire Fondation Bertarelli de technologie neuroprosthétique dispose d'une solution. A SXSW, elle présente des électrodes flexibles et extensibles qui s'harmonisent à la dynamique du corps. L'espoir est que ces nouvelles électrodes provoqueront moins d'inflammations dans le corps, ce qui conduira à des interfaces durables – et plus facilement portables.
Son implant e-Dura est conçu spécialement pour être implanté à la surface du cerveau ou de la moelle épinière. Ce petit appareil imite de manière précise les propriétés mécaniques des tissus vivants, et peut en même temps délivrer des impulsions électriques et des substances pharmaceutiques. Les risques de rejet et/ou de dommage à la moelle épinière ont été fortement réduits. A ce jour, les résultats chez les rongeurs se sont avérés encourageants.
«Ces électrodes ne sont pas encore disponibles sur le plan clinique», met en garde Stéphanie Lacour. «Néanmoins, ce que nous avons appris peut déjà être appliqué dans un contexte clinique avec mon collègue Grégoire.»