Une technique optogénétique moins invasive pour manipuler le cerveau

Par 16 juillet 2014
optogénétique MIT protéine Jaws

L’exploration cérébrale s’est simplifiée et améliorée grâce à la découverte par des ingénieurs du MIT de certaines propriétés contenues dans une protéine appelée "Jaws". Cette découverte pourrait à terme permettre d'opérer via une source de lumière diffusée à la surface crânienne.

La découverte des chercheurs du MIT va révolutionner l'optogénétique, la technologie qui permet de contrôler l'activité cérébrale par la surbrillance des neurones et ainsi modéliser leur fonctionnement. Quand une source de lumière - fibre optique - devait jusqu’alors être implantée dans le cerveau, les ingénieurs du MIT sont parvenus à trouver une protéine permettant à la source lumineuse d'être diffusée depuis l'extérieur de la boite crânienne. Cette technique serait non seulement moins invasive mais elle permettrait également de traiter une plus large surface tissulaire et pallier les problèmes liés à l'implant. Grâce au recours successif à la stimulation ou à l'inhibition des neurones dans le cerveau, l'optogénétique permet de mieux comprendre les différentes fonctions de ces neurones et vise à établir une cartographie des réseaux neuronaux.

Les expériences ont révélé le potentiel de Jaws

Avec l'optogénétique - photosensibilité des neurones après insertion de l'opsine, une protéine "photo-activable"- il est possible de stimuler seulement certaines cellules en fonction de la longueur d'onde de la lumière utilisée. L'équipe de chercheurs constituée autour d'Amy Chuong, et dirigée par Ed Boyden, a observé que certains micro-organismes se servent de l'opsine pour réagir à leur environnement et notamment détecter la lumière. De ce constat est venue l'idée d'utiliser la lumière rouge, à même de pénétrer plus en profondeur les tissus vivants. C'est après quelques tests que la protéine "Jaws" s'est révélée apte à inhiber l'activité neuronale grâce à sa photoélectricité élevée : en réponse à la stimulation lumineuse, elle produit un courant électrique important.

Vers l'optogénétique curative ?

Pour l'instant testée sur des souris, les chercheurs estiment que la possibilité d'opérer via une source de lumière diffusée à la surface crânienne permettra d'étendre la technique à des animaux plus gros. Cette découverte permet in fine d'envisager l'utilisation de telles techniques à des fins curatives contre l'épilepsie ou d'autres troubles neurologiques. Mais les chercheurs américains voient plus loin puisqu'ils imaginent à terme pouvoir soigner des maladies grâce à cette protéine, voire améliorer les capacités mentales des individus ne présentant aucune anomalie. La protéine Jaws a déjà prouvé sa propension à rétablir la sensibilité des cônes de la rétine à la lumière chez les individus atteints de rétinite pigmentaire. Mais avant de devenir un vrai traitement, il faudra tester la compatibilité de la protéine avec le corps humain. En effet, la protéine Jaws, issue d'une bactérie est modifiée par les chercheurs mais n'existe pas naturellement chez l'Homme. Or, la modification du génome humain, nécessaire pour que puisse s'exprimer la protéine, soulève des questions d'ordre éthique plus compliquées à résoudre...

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