Les scientifiques identifient le mécanisme de la dysfonction cérébrale qui suit les crises et des médicaments qui pourraient l’empêcher de se produire
Il y a six ans, Cam Teskey, Ph.D., a décidé de suivre une intuition. Armé d’un nouvel outil conçu pour mesurer les niveaux d’oxygène dans les tissus, il voulait regarder les cerveaux des rats pour voir ce qui se passait pendant les crises épileptiques.
Ce qu’il a observé au départ était banal. Cependant, sur un coup de tête, il a décidé de laisser la machine en marche après la fin de la crise et il a ainsi fait une découverte étonnante. Son travail a été récemment publié dans la revue eLife.
Teskey explique: «J’ai été stupéfait de constater qu’après la crise, le niveau d’oxygène dans cette région du cerveau diminue dramatiquement et soudainement et reste bas, juste au-dessus de zéro, pendant plus d’une heure.
C’est un énorme laps de temps pour le cerveau d’être privé d’oxygène et c’était la première fois que quelqu’un observait ce phénomène se produisant dans le cerveau suite à une crise.
Les dysfonctions cérébrales consécutives à une crise épileptique sont fréquentes, mais incomprises
Suite à une crise, le patient souffre souvent d’une période temporaire d’invalidité. Par exemple, si une crise se produit dans le cortex moteur du cerveau, l’individu peut éprouver de la faiblesse d’un côté de leur corps. De même, une crise dans le cortex visuel du cerveau peut entraîner des troubles visuels. Ces effets peuvent durer des minutes, des heures ou, dans certains cas, même des jours. C’est un phénomène appelé Paralysie de Todd – que l’on ne comprenait pas, et que l’on ne traitait pas.
Jusqu’à maintenant.
Alors qu’il regardait les résultats sur l’écran devant lui, Teskey a été frappé par une réalisation énorme – « Je viens de comprendre comment les crises provoquent une dysfonction cérébrale, parce que le cerveau est maintenant essentiellement dans les mêmes conditions que s’il avait subi un accident vasculaire cérébral.
Avec son doctorant, Jordan Farrell, ils ont conçu une série d’expériences pour examiner de plus près ce qui se passait.
«Essentiellement, ce qui se passe, c’est que la crise elle-même provoque une cascade d’événements qui mène à une période de réduction du flux sanguin et réduit l’oxygène dans le cerveau», explique Teskey. « Et elle semble durer environ une heure. »
Les symptômes cérébraux qui suivent les crises sont causés par une enzyme qui force les vaisseaux sanguins à se resserrer.
Une fois qu’ils ont observé le phénomène, Farrell et Teskey ont commencé à comprendre ce qui se passait. Ils ont découvert qu’une enzyme – appelée COX2 – était la principale coupable.
Les grands vaisseaux sanguins, tels que les artères, sont entourés de muscles lisses qui contrôlent leur diamètre. Farrell et Teskey ont constaté que lors d’une crise, la COX2 devient extrêmement active et produit des sous-produits qui agissent sur les muscles des artères pour les resserrer, ce qui diminue la quantité de sang et d’oxygène qui s’écoule à travers le vaisseau.
Lorsque les chercheurs ont introduit un médicament pour bloquer l’activation de COX2, ils ont été en mesure de prévenir complètement la production de l’événement similaire à un accident vasculaire cérébral.
« C’est extrêmement excitant, dit Teskey. Non seulement nous avons trouvé une explication pour la Paralysie de Todd, mais nous avons effectivement identifié une façon dont elle peut être empêchée. »
Amener la recherche du laboratoire à la clinique
Muni de ses données sur les animaux, Teskey a ensuite contacté le clinicien-docteur Paolo Federico, pour voir si cette recherche pouvait s’appliquer dans une population humaine.
Dr. Federico a utilisé un scanner IRM pour examiner le flux sanguin dans le cerveau des patients épileptiques à l’hôpital, dans l’heure qui suivait une crise.
Il décrit ses résultats comme étant surprenants. «Dans environ 80 pour cent des patients, nous avons vu des réductions significatives de la circulation sanguine suite aux crises», explique Federico. «Ce résultat était frappant – et aussi très préoccupant.»
Pour Federico, ce résultat explique non seulement la Paralysie de Todd, mais il pense qu’elle pourrait aussi expliquer pourquoi certaines personnes souffrant d’épilepsie subissent une déficience cognitive après, ou même entre leurs crises.
«Il est possible que cette réduction de la circulation sanguine puisse avoir un effet cumulatif sur le cerveau qui au fil du temps peut entraîner des déficiences cognitives», dit-il. Il est prompt à mettre en garde cependant que cette découverte est à ses balbutiements et qu’il reste encore beaucoup à apprendre, «Ce que nous devons faire maintenant, c’est mener un essai clinique avec un grand nombre de patients présentant une réduction du débit sanguin».
La recherche clinique est une étape essentielle
Bien qu’ils soient armés de preuves convaincantes provenant de leurs données humaines et animales, ce que Teskey et Federico recherchent maintenant est un essai clinique dédié pour voir si un médicament fiable peut être utilisé pour prévenir ces accidents vasculaires chez les patients humains.
« Nous ne comprenons pas encore complètement l’impact des altérations du flux sanguin », explique Teskey, qui est clairement excité pour la suite de ses travaux. « Cette nouvelle découverte nous montre que l’épilepsie n’est pas seulement un désordre électrique, mais qu’elle a des composantes chimiques, électriques et de circulation sanguine. Notre travail met en lumière une nouvelle voie importante de recherche qui n’a jamais été explorée auparavant. »
L’épilepsie est le trouble neurologique le plus coûteux lorqu’on calcule les coûts sur la durée de vie. Il est le plus souvent diagnostiqué dans l’enfance, l’adolescence et chez des personnes de plus de 65 ans. Bien que le trouble s’estompe chez certaines personne en grandissant, d’autres personnes continuent d’avoir des crises tout au long de leur vie. Pour environ 30 pour cent des patients ayant ce désordre, les crises ne sont pas entièrement contrôlées par les médicaments courants. La vie de ces gens est pleine d’incertitude – un fait que les chercheurs comme Teskey et Federico espèrent changer.
«Le but ultime est d’empêcher complètement la production de crises, dit Federico. « Mais si nous pouvions développer un médicament qui permettrait d’améliorer le temps de récupération après une crise ou de réduire ses conséquences à long terme sur la fonction cognitive des patients, ce serait extrêmement précieux. »
« Il y a beaucoup de bien potentiel qui pourrait en résulter. »
Cam Teskey, PhD est professeur au Département de biologie cellulaire et est le chercheur principal du Sembo Family Lab pour la recherche sur l’épilepsie au Hotchkiss Brain Institute de l’École de médecine Cumming de l’Université de Calgary.
Le Dr Paolo Federico est professeur agrégé aux départements de neurosciences cliniques et de radiologie à l’École de médecine Cumming de l’Université de Calgary et membre du Hotchkiss Brain Institute.
Source du texte et de l’image: Hotchkiss Brain Institute
Traduction : CAN-ACN
Article de recherche original :
Farrell JS, Gaxiola-Valdez I, Wolff MD, David LS, Dika HI, Geeraert BL, Rachel Wang X, Singh S, Spanswick SC, Dunn JF, Antle MC, Federico P, Teskey GC. Postictal behavioural impairments are due to a severe prolonged hypoperfusion/hypoxia event that is COX-2 dependent. Elife. 2016 Nov 22;5. pii: e19352. doi: 10.7554/eLife.19352.
