Révolution des exosquelettes
Les exosquelettes robotiques qui aident les personnes souffrant de paralysie ou de blessures de la colonne vertébrale à réapprendre à marcher subissent une évolution prometteuse. Actuellement, les systèmes les plus avancés permettent à des patients de retrouver un certain contrôle musculaire grâce à des stimulation électriques. Récemment, une équipe de scientifiques du MIT a fait une découverte majeure en apprenant à diriger les muscles de manière fiable à l’aide de pulsations lumineuses.
L’optogénétique : une avancée cruciale
L’optogénétique est une technique qui stimule le système nerveux à l’aide de protéines sensibles à la lumière, appelées opsines. Dans une étude récemment publiée dans la revue Nature Communications, les chercheurs ont réussi à programmer les mouvements de souris génétiquement modifiées pour que leurs nerfs répondent à des impulsions lumineuses.
Les chercheurs ont ainsi pu faire exécuter aux souris des mouvements équivalents à ceux qu’elles auraient effectués en montant des escaliers ou en marchant en file indienne, selon Shriya Srinivasan, doctorante impliquée dans cette étude.
Srinivasan a souligné que pour les patients souffrant de pathologies débilitantes de la moelle épinière, l’optogénétique pourrait offrir de grands bénéfices en matière de mobilité.
Avantages de la stimulation optogénétique
Comparativement aux essais utilisant des stimulations électriques pour contrôler les membres des souris, l’optogénétique s’est révélée plus précise, plus fiable et a entraîné moins de fatigue musculaire. En effet, l’activation par la lumière permet d’engager d’abord les fibres musculaires les plus petites, contrairement à l’électricité qui sollicite directement les plus grandes.
Srinivasan explique que lorsque nous sommes assis, seules les unités motrices plus petites sont utilisées pour maintenir notre posture. Si l’on faisait travailler les grandes unités, la fatigue interviendrait rapidement. L’optogénétique, en revanche, permet une activation prolongée avec moins d’épuisement.
Temps de récupération
L’équipe a également constaté que le temps de récupération après fatigue induite par une stimulation électrique est plus long que celui observé avec l’optogénétique. En effet, ils ont découvert que les opsines semblent passer d’un état « allumé » à « éteint », même sous une lumière continue, permettant ainsi aux muscles de revenir à un niveau de performance normal après une période d’effort.
Srinivasan évoque la possibilité qu’un exosquelette alimenté par un système d’optogénétique pourrait permettre à un patient de continuer à marcher même après avoir ressenti une certaine fatigue.
Une technologie en plein essor
Cependant, il reste encore de nombreux défis à relever avant qu’un tel exosquelette ne puisse être conçu. Les expérimentations ont prouvé que l’optogénétique peut contrôler les mouvements d’une souris, mais ces résultats doivent encore être validés pour des applications humaines.
Un obstacle est que les souris utilisées dans ces expériences étaient génétiquement modifiées, une étape que les futurs patients devront peut-être aussi franchir. Cela étant dit, il existe d’ores et déjà de nombreux essais cliniques explorant la thérapie génique humaine, y compris l’optogénétique.
Srinivasan souligne que cette technique serait bien plus acceptable pour les personnes vivant avec des affections handicapantes de la moelle épinière, car elle pourrait significativement améliorer leur mobilité.
FAQ
Quels sont les avantages de l’optogénétique par rapport aux méthodes traditionnelles ?
L’optogénétique permet une plus grande précision dans l’activation musculaire et réduit la fatigue en ciblant d’abord les petites fibres musculaires.
Est-ce que tous les patients peuvent bénéficier de l’optogénétique ?
Actuellement, cette technologie nécessite des modifications génétiques, ce qui pourrait ne pas convenir à tous les patients.
Quand peut-on s’attendre à voir cette technologie en clinique ?
Bien que des avancées prometteuses aient été réalisées, il faudra encore 20 à 30 ans avant que l’optogénétique puisse être appliquée à la médecine humaine.
Y a-t-il des risques associés à l’optogénétique ?
Comme avec toute nouvelle technologie médicale, des recherches approfondies sont nécessaires pour évaluer les risques avant de l’appliquer à des êtres humains.
Quelles autres applications pourrait avoir l’optogénétique ?
Outre le traitement de la paralysie, l’optogénétique pourrait être utilisée pour des troubles neurologiques et pour rechercher de nouveaux traitements dans diverses maladies du système nerveux.