Sujet: Neurostimulation implantée - Pr. Grégoire Courtine (EPFL) - ONWARD Medical

[TDelrieu]

Voici une vidéo sur BFMTV :

https://rmc.bfmtv.com/mediaplayer/video/trois-paraplegiques-peuvent-desormais-remarcher-grace-a-une-prouesse-scientifique-1113665.html

[TDelrieu]

Trois paraplégiques remarchent grâce à une nouvelle technique spectaculaire

 31/10/2018

Les trois hommes, paraplégiques à la suite d’un accident, ont pu retrouver le contrôler de leurs jambes grâce à des stimulations électriques synchronisées et à des semaines de rééducation intensive.

Il y a sept ans, David, un jeune homme de 28 ans, est devenu paraplégique à la suite d’un accident sportif. Sept longues années passées en fauteuil roulant, à faire le deuil de ses jambes. Mais, depuis quelques mois, grâce à un système d’électrodes implantées au niveau de la moelle épinière, David peut de nouveau marcher, aidé d’un déambulateur.
Nul miracle ici, mais le travail de titan d’une équipe de scientifiques de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Comme David, deux autres hommes paralysés peuvent de nouveau marcher grâce à une nouvelle technologie faisant appel à la stimulation électrique. Plus extraordinaire encore, les trois participants ont pu conserver le contrôle volontaire de leurs jambes, même après l’arrêt de la stimulation électrique. Cette avancée sans précédent est rapportée en détail dans la prestigieuse revue Nature, ce mercredi.

Un peu plus tôt, au mois de septembre, deux équipes américaines avaient déjà annoncé - l’une dans la revue Nature Medicine , l’autre dans le New England of Journal Medicine - avoir réussi à réactiver des signaux nerveux chez des patients atteints de paraplégie complète par stimulation électrique.



Source : http://sante.lefigaro.fr/article/trois-paraplegiques-remarchent-grace-une-nouvelle-technique-spectaculaire/

[farid]

il faut pouvoir fabriquer une electrode hautement performante,,capable de  trans mettre le flux electrique capable de faire marcher sans appuis un paraplegique,,,car pour le moment on ne peut pas reellement  parler de marche,,disons qu'il ya un leger progres,,,

[mouchette]

https://www.rtbf.be/info/monde/detail_paraplegique-il-marche-grace-a-une-electrode-implantee-dans-sa-colonne-vertebrale?id=10029237

[djumpy]

http://www.lessentiel.lu/fr/lifestyle/story/un-paraplegique-reussit-a-marcher-avec-un-electrode-29595459

[anneso]

j'ai vu cet article du point ce matin sur le sujet :
http://www.lepoint.fr/sante/un-paraplegique-remarche-grace-a-une-electrode-dans-la-colonne-vertebrale-24-09-2018-2253925_40.php?boc=94490&m_i=8UY8crC3zCh9Kej4wz1jr2MbJ_3AurvwJFYDztXIe9zSV8_YZt5IpoFRnA0I8yNd3pSlm_SO6msXGZyLHoigIiI2bz088I&M_BT=4168347427#xtor=EPR-6-[Newsletter-Matinale]-20180925

102 mètres en un an avec un déambulateur ! !
Anneso

[Arnaud]

Nouveaux espoirs dans la lutte contre la paralysie


Pour la première fois, trois patients paraplégiques sont parvenus à retrouver une forme de marche grâce à une technique de stimulation électrique de la moelle épinière, suivie d’un entraînement physique intensif

Rétablir une forme de marche chez des personnes paralysées: cet espoir se voit doublement conforté. Le 24 septembre, deux études ont été publiées dans deux journaux médicaux de prestige. Toutes deux relatent les résultats encourageants obtenus chez des patients paraplégiques, touchés à la moelle épinière à la suite d’un accident. Elles font appel à la même stratégie: une stimulation électrique continue de la moelle épinière, suivie d’un entraînement physique prolongé – les experts parlent de «réhabilitation».

La première, dans la revue Nature Medicine, a concerné un patient. La seconde, dans le New England Journal of Medicine, a porté sur quatre patients. Au total, trois de ces cinq personnes sont parvenues à se mouvoir sur un tapis roulant ou au sol, avec l’aide d’un déambulateur. Pour autant, il serait abusif de parler de «marche autonome».

Sur ce terrain, de nombreuses équipes s’affrontent à travers le monde. Qui fera remarcher, le premier, le mieux ces patients lourdement handicapés? La course s’accélère. Ainsi la publication de l’article du New England Journal of Medicine, initialement prévue le 27 septembre, a-t-elle été avancée au 24, pour coïncider avec celle de Nature Medicine.

Cette dernière étude relate le parcours d’un homme victime, à l’âge de 23 ans, d’une fracture traumatique avec dislocation de la huitième vertèbre thoracique, provoquant une paralysie complète des membres inférieurs. Après les soins d’urgence, ce patient a bénéficié d’une réhabilitation pour améliorer son autonomie au quotidien, en fauteuil roulant.

Contrôle des muscles des jambes

Trois ans plus tard, cet homme est entré dans le protocole de la Mayo Clinic, un établissement réputé du Minnesota (Etats-Unis). Après avoir suivi un entraînement locomoteur (61 séances sur vingt-deux semaines), il a bénéficié de la pose d’un implant électronique de la société Medtronic (un stimulateur à 16 électrodes, conçu pour traiter la douleur), sur la surface dorsale de la moelle épinière, dans la région lombo-sacrée. Là où aboutissent les fibres des neurones qui contrôlent les muscles des jambes.

Chez ce patient, la stimulation électrique continue de ces neurones, via cet implant, a d’abord restauré la capacité à se mettre debout et à contrôler les mouvements mimant la marche, quand il était couché ou suspendu à un harnais. Un premier résultat publié en 2017. Ce travail reproduisait des avancées déjà obtenues en 2011, 2012 et 2014, chez d’autres patients paralysés.

Les auteurs sont allés plus loin. Le patient a bénéficié, après la pose de l’implant, de 43 semaines d’un réentraînement ciblé (113 séances). Cette «réhabilitation multimodale» a consisté à l’entraîner à des tâches spécifiques: équilibre du tronc en position assise ou durant la marche, mouvements précis sollicités lors de la marche… Durant ces séances, les paramètres de la stimulation électrique étaient ajustés pour optimiser les performances.

Avec l'aide d'un déambulateur

Résultats: après dix mois, le patient est parvenu à déambuler sur un tapis roulant, sans l’aide d’un harnais. Il parvenait aussi à une forme de marche au sol, avec un déambulateur et un assistant qui lui tenait la hanche, pour garantir son équilibre. De plus, les auteurs montrent que cette stimulation de la moelle épinière mobilise les circuits sensorimoteurs engagés dans la marche et l’équilibre debout. «A notre connaissance, c’est la première fois qu’un patient ayant subi une perte complète des fonctions sensorimotrices des membres inférieurs, à la suite d’une blessure médullaire, a retrouvé une forme de marche indépendante, grâce à une stimulation électrique médullaire couplée à un entraînement ciblé», concluent les auteurs.

L’étude publiée le même jour, dans le New England Journal of Medicine, par des équipes de l’Université de Louisville (Kentucky), a eu recours à une approche similaire chez quatre patients paraplégiques. Deux ont récupéré une forme de marche. Mais un autre, notent les auteurs, a subi une fracture de la hanche durant l’entraînement.

Stimulation modulée au fil du temps

«Pour améliorer la condition des paraplégiques, plusieurs groupes s’intéressent à la stimulation de la moelle épinière et à l’entraînement locomoteur. C’est une bonne nouvelle», se réjouit le professeur Grégoire Courtine, chef d’unité au Centre de neuroprothèses de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Mais pour ce spécialiste reconnu de la neuro-réhabilitation, «la technique utilisée ici reste assez rudimentaire. Les auteurs ont eu recours à une stimulation continue de la moelle épinière. Or nous avons montré qu’une telle stimulation active tous les muscles de la jambe en même temps, ce qui conduit à un blocage.» Blocage que ces équipes surmontent sans doute grâce au réentraînement intensif des patients. «On reste ici dans un modèle de laboratoire, non utilisable au quotidien.» Les patients sont loin de pouvoir remarcher seuls dans la rue, par exemple.

Grégoire Courtine développe un système de stimulation électrique discontinue, dynamique, modulée au fil du temps. Une stratégie plus proche de la physiologie des circuits de la marche, et qui s’inspire d’une longue observation des rongeurs puis des primates. Il se réjouit de partager bientôt les résultats d’un essai qu’il a coordonné chez l’homme.


Source :
https://www.letemps.ch/sciences/nouveaux-espoirs-lutte-contre-paralysie

[DANIEL BERCHAT]

m

[farid]

achetes francais,,,le wandercraft parait meilleur ,,de plus il libere les bras au contraire du rewalk,,,
bonne marche,,!!

[DANIEL BERCHAT]

l

[farid]

ton cas est vraiment prticulier ,,,car en general ,bouger les orteils ,c'est avoir toutes les chances de remarcher,,,comme je l'ai conseille a edeklweiss ,essaye de contacter axel alletru,il pourra  t'aider,,
bonne chance

[DANIEL BERCHAT]

m

[farid]

@ edelweiss,,une petite question :est ce qu'un ASIA D peut bouger ses chevilles,ses orteils,?a t_il une sensitivite au niveau des pieds? A t-il des problemes sphincteriens? sexuels?
MERCI d'avance

[farid]

@delweiss,,juste une petite qustion ,un

[Edelweiss]

Hello Farid, merci beaucoup pour l’information  . Je viens d’aller faire un tour sur son site. L’intéressé semble très motivé. En tous les cas, il a bien su ‘rebondir’ et faire de son handicap, une force. Pour ma part, je suis en contact avec Rewalk France pour tester leur exosquelette que j’ai vu en démonstration au dernier salon Autonomic à Paris. J’ai plus d’espoir sur ce sujet que sur la stimulation épidurale du lac Léman 

[farid]

@edelweiss,j'ai note que t'es ASIAd,,,je te conseille vivement de contacter axel alletru qui est un exchampion de motocross qui apres un accident est devenu paraplegique ,,il remarche  a l'aide d'une canne alors qu'il est ASIA C ,,il a une technique pour optimiser au maximum les muscles atteints,,il met a disposition de qui le souhaite son experience,,,bonne chance,
ps:axel alletru a une page facebook et il donne des conferences en parlant de sa propre experience,,

[misterjp]

Bonjour tout le monde !


Merci pour ces infos.
Mais j’ai vraiment du mal à comprendre la pertinence de la première étape du protocole : faire une première injection en amont de la lésion de moelle. Ça rime à quoi ?
Et si ça marche pas après la lésion bah c’est qu’il faut essayer autre chose.
C’est présenté comme étant une avancée mais franchement non.

[Edelweiss]

Tout a fait d’accord avec Farid. Cette expérimentation n’absoutira à rien de concret, de fonctionnel, pour nous.


Les histoires de Courtine et de ses rats ressortent régulièrement sous des formes toujours plus séduisantes toujours sur les mêmes publications, les mêmes sites...curieusement, pourtant, les essais cliniques sur les humains ont débuté en septembre 2016 et, le moins que l’on puisse dire, c’est que les nouvelles sur ceux-ci sont très parcellaires.


En octobre 2017, cinq personnes avaient déjà fini (ou presque fini pour une franco-suisse) les six mois de stimulation dans le harnais du Gait Lab. La phase 1 de ces essais devait théoriquement se terminer en juillet 2018. Pour l’heure, ces cinq premiers participants sont venus à Lausanne en fauteuil et tous repartis en fauteuil au bout des 6 mois (avec des séquelles pour moi).
Je serai curieux de connaître la manière dont seront présentés les résultats. Pour continuer d’obtenir des subventions, il faudra du concret...du moins, j’espère.


Bonne soirée

[farid]

        j'espere ne pas etre banni de ce fil de discussion ,pour pessimisme et defaitisme,,,mais je me lance quand meme,,,je suis respectueux et admiratif des travaux et essais cliniques menes par le professeur courtine mais je ne crois pas un instant qu'ils aboutiront a une therapie,,,que des fibres  nerveuses sectionnees bourgeonnent n'amenera pas a une eventuelle marche,,je crois beucoup plus a la therapie cellulaire (cellules souches) ou  la therapie genique,c'est la d'ou viendra la solution ,et ces therapies ont eu des resultats probants sur d'autres types de lesions et pourquoi pas un jour sur les lesions medullaires

[DANIEL BERCHAT]

l

[TDelrieu]

Voici le mail reçu ce jour du laboratoire du Pr. Courtine à l'EPFL (Suisse) 

Bonjour Thiery, bonjour tous,


Je vous écris pour vous faire part de la bonne nouvelle que nous venons de publier nos résultats sur la régénération des axones par lésion complète de la moelle épinière dans le journal Nature. Votre généreux soutien à ce projet très risqué et ambitieux a été déterminant dans nos efforts et nous vous en sommes extrêmement reconnaissants!  J'ai joint la publication de la recherche à cette e-mail. 


De plus, voici un lien vers le communiqué de presse de l'EPFL :
https://actu.epfl.ch/news/un-cocktail-permet-aux-fibres-nerveuses-sectionnee/


Aussi, voici un excellent article sur notre étude de Scientific American :
https://www.scientificamerican.com/article/growth-cocktail-helps-restore-spinal-connections-in-the-most-severe-injuries/


Nous travaillons actuellement à la combinaison de cette stratégie régénératrice et de la réhabilitation afin de rendre ces axones fonctionnels sur le plan comportemental.  Nous vous tiendrons au courant des progrès.


J'espère vous revoir tous bientôt.


Avec mes meilleures salutations,

Mark Anderson

[TDelrieu]

Un « cocktail » permet aux fibres nerveuses sectionnées de repousser


29.08.18 - Des scientifiques ont élaboré une recette en trois étapes qui permet de régénérer chez le rongeur des fibres nerveuses médullaires entièrement sectionnées. La réadaptation reste néanmoins nécessaire restaurer la locomotion. Les résultats sont présentés dans le numéro de la revue scientifique Nature paru aujourd’hui.


Le corps du mammifère adulte dispose d’une incroyable capacité à cicatriser de lui-même après une lésion. Mais les lésions de la moelle épinière conduisent à des situations dévastatrices car les fibres nerveuses sectionnées ne parviennent pas à se régénérer dans le système nerveux central. Les commandes électriques envoyées par le cerveau pour induire le mouvement n'atteignent donc plus les muscles, ce qui se traduit par une paralysie complète et définitive.


Qu’arriverait-il s’il était possible de combler ce vide, c’est-à-dire de régénérer des fibres nerveuses dans la moelle épinière sectionnée?


Dans le cadre d’un travail conjoint dirigé par l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) en Suisse et l’UCLA (Universté de Californie à Los Angeles) aux États-Unis, des scientifiques ont compris les mécanismes biologiques sous-jacents requis par les fibres nerveuses sectionnées pour se régénérer dans les lésions médullaires complètes, comblant ce vide-là chez la souris et le rat pour la première fois.


La recette qu’ils ont élaborée implique la présence de trois composantes pour que la croissance des fibres nerveuses puisse se faire. L’absence de l’une des trois composantes suffit à faire échouer la recette et à ne pas pouvoir régénérer de nouveaux axones dans la moelle épinière.


«Notre objectif était de reproduire, chez l’adulte, les conditions qui favorisent la croissance des fibres nerveuses pendant le développement,» explique Grégoire Courtine, de l’EPFL, principal auteur de l’étude. «Nous avons compris les combinaisons entre les mécanismes biologiques qui sont nécessaires pour permettre la repousse des fibres nerveuses sectionnées dans les lésions médullaires complètes chez le mammifère adulte.»


Par analogie, supposons que les fibres nerveuses soient des arbres. Les branches terminales des axones seraient alors comme les branches de l’arbre. Si l’on coupe les branches principales de l’arbre, de petites branches peuvent pousser spontanément le long du tronc subsistant. Mais les branches coupées, elles, ne repoussent pas.


Le même résultat s’applique pour les neurones chez l’adulte: de nouvelles branches peuvent pousser à partir d’un axone sectionné et former des connexions au-dessus d’une lésion, mais la partie sectionnée de l’axone ne repousse pas. La recette à trois composantes révélée par les scientifiques change cette donnée et permet à des axones entiers de se régénérer.


« Nous avons fait repousser des forêts d’axones,» ajoute Grégoire Courtine.


Pour recréer les conditions physiologiques d’un système nerveux en cours de développement, les scientifiques administrent une séquence de facteurs de croissance, de protéines et d’hormones, pour satisfaire aux trois phases essentielles de la recette: réactiver le programme génétique de croissance des axones; établir un environnement permissif pour la croissance des axones; et définir une pente chimique qui marque la trajectoire le long de laquelle les axones sont amenés à repousser. En l’espace de 4 semaines, les axones repoussent de quelques millimètres.


Les nouveaux axones sont capables de transmettre les signaux électriques (et donc les signaux nerveux) dans la lésion, mais cette connectivité retrouvée n’est pas suffisante pour rétablir la locomotion. Les rongeurs sont restés paralysés, comme le prévoyaient les scientifiques, car les nouveaux circuits ne peuvent pas être fonctionnels sans le soutien de stratégies de réadaptation.


«Nous avons décortiqué les exigences mécaniques nécessaires pour la régénération d’axones dans la moelle épinière, mais cela ne se traduit pas par une fonction,» explique Mark Anderson de l’EPFL et l’UCLA, principal auteur de l’étude. «Nous avons maintenant besoin d’étudier les exigences nécessaires pour que les axones forment les connexions appropriées avec les circuits locomoteurs en dessous de la lésion. Cela impliquera une réadaptation avec stimulation électrique pour intégrer, ajuster et fonctionnaliser les nouveaux axones de manière à ce que les rongeurs puissent remarcher. »


Il est encore trop tôt pour en déduire des applications chez l’homme. Par exemple, la première composante de la recette qui stimule la croissance des neurones se produit deux semaines en amont de la lésion; pour l’heure, il faut donc mener d’autres études pour que la recette puisse se transposer dans le contexte clinique.







Source : https://actu.epfl.ch/news/un-cocktail-permet-aux-fibres-nerveuses-sectionnee/

[anneso]

:-)

[gilles]

merci Thierry.

[TDelrieu]

Voici une publication des recherches de l'équipe du Pr. Courtine en collaboration avec l'UCLA et Harvard dans le journal scientifique Nature. Rien de nouveau, c'est juste la publication "officielle" des résultats de ces laboratoires. Les récupérations fonctionnelles ont déjà été démontrées à l'EPFL chez le rat et ils vont tester chez le primate, avant de passer à l'humain !

Le soutien financier de la "Fondation ALARME" dans ces recherches a été cité ! 

Une nouvelle thérapie stimule la croissance des fibres nerveuses à travers le tissu cicatriciel et transmet des signaux après une lésion de la moelle épinière chez le rat


31 août 2018


Des neuroscientifiques de l'UCLA, de l'Université Harvard et de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont identifié un traitement en trois parties qui déclenche la repousse des axones après une lésion complète de la moelle épinière chez les rongeurs. En plus de faciliter la croissance des axones à travers le tissu cicatriciel, le traitement a permis la transmission de signaux à travers le tissu endommagé, rapporte l’étude dans Nature.


Si les chercheurs peuvent produire des résultats similaires dans des essais sur l'homme, les résultats pourraient mener à une thérapie pour rétablir les connexions axonales chez les personnes vivant avec une lésion de la moelle épinière.


«L'idée était de délivrer une série de trois traitements très différents et de tester si la combinaison pouvait stimuler la repousse des axones déconnectés dans la moelle épinière lésée», explique l'auteur principal Michael Sofroniew (Université de Californie à Los Angeles). «Les études précédentes avaient testé chacun des trois traitements séparément, mais jamais ensemble. La combinaison s'est avérée être la clé.


Selon Sofroniew, de nombreuses décennies de recherche ont montré que les fibres nerveuses humaines ont besoin de trois facteurs : la programmation génétique pour activer la croissance axonale ; une voie moléculaire pour la croissance des fibres ; et une voie protéique qui incite les axones à se développer dans une direction particulière. Ces trois conditions sont actives lorsque les humains se développent dans l'utérus. Après la naissance, ces processus sont interrompus, mais les gènes qui contrôlent les programmes de croissance sont en sommeil. L’objectif de Sofroniew était de relancer l’expression génique.


Premièrement, les chercheurs ont réactivé des cellules nerveuses dans les moelles épinières de souris en injectant un traitement conditionné dans un vecteur viral initialement développé dans le laboratoire de Zhigang He (Harvard, Cambridge, États-Unis).


Deux semaines plus tard, l’équipe de l’UCLA a anesthésié les animaux et déconnecté les axones de la moelle épinière inférieure. Seules les pattes arrières des rongeurs étaient touchées et elles pouvaient toujours bouger et se nourrir.


Deux jours après la blessure, l'équipe a administré un deuxième traitement dans la lésion pour créer de nouvelles voies sur lesquelles les axones préfèrent se développer. Enfin, les chercheurs ont libéré une troisième série de molécules appelées chimio-attractifs. Les axones ciblent ces chimio-attractifs dans le tissu médullaire de l'autre côté de la cicatrice.


Lorsque Sofroniew et ses collègues ont examiné le tissu des souris ayant subi le traitement en trois parties, ils étaient enthousiastes. «Non seulement les axones s'étaient développés de manière importante à travers le tissu cicatriciel», se souvient Sofroniew, «mais de nombreuses fibres nerveuses avaient pénétré dans le tissu médullaire restant de l’autre côté de la lésion et avaient établi de nouvelles connexions avec les neurones».


Les animaux n'ayant pas subi le traitement combiné n'ont présenté aucune repousse d'axone à travers le site de la lésion.


Pour tester la reproductibilité de leurs résultats, l'équipe a répété l'expérience à plusieurs reprises chez la souris à UCLA et chez le rat dans le laboratoire du neuroscientifique suisse Grégoire Courtine (École polytechnique fédérale de Lausanne - Suisse). Les résultats se sont avérés tout aussi importants.


Sofroniew et ses collègues ont eu une autre surprise lorsqu'ils ont testé si les axones nouvellement repoussés pouvaient conduire une activité électrique chez les animaux vivants. «Lorsque nous avons stimulé la moelle épinière de l’animal avec un faible courant électrique au-dessus du site de la lésion, les axones régénérés ont conduit 20% de l’activité électrique normale au-dessous de la lésion», commente Sofroniew. "En revanche, les animaux non traités n'en ont montré aucun."


Malgré les résultats suggérant que les connexions nouvellement formées peuvent transmettre des signaux à travers la blessure, la capacité de mouvement des rongeurs ne s’est pas améliorée. Ce n'était pas inattendu, selon Sofroniew.


«Nous nous attendions à ce que ces axones repoussés se comportent comme des axones nouvellement développés pendant le développement - ils ne permettent pas immédiatement les fonctions coordonnées», explique Sofroniew. "Tout comme un nouveau-né doit apprendre à marcher, les axones qui repoussent après une blessure nécessiteront un entraînement et une pratique avant de pouvoir récupérer."


L'équipe de recherche examinera ensuite comment entrainer les circuits nouvellement câblés pour rétablir le mouvement. (1)


Cette recherche a été financée par National Institute of Neurological Disorders and Stroke, the Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Foundation, the International Foundation for Research in Paraplegia, Fondation ALARME, Swiss National Science Foundation, Microscopy Core Resource of UCLA Broad Stem Cell Research Center; Microscopy Core Resource of the Wyss Center for Bio and Neuroengineering, and Wings for Life.


(1) NDT : Un entrainement neuroprosthétique est déjà en cours à l'EPFL dans le laboratoire du Pr. Courtine.




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 :arrow: TEXTE ORIGINAL EN ANGLAIS
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New therapy spurs nerve fibres to regrow through scar tissue and transmit signals after spinal cord injury in rats


31 August 2018


Neuroscientists at UCLA, Harvard University and the Swiss Federal Institute of Technology have identified a three-pronged treatment that triggers axons to regrow after complete spinal cord injury in rodents. In addition to facilitating axon growth through scar tissue, the treatment enabled the transmission of signals across the damaged tissue, the Nature study reports.


If researchers can produce similar results in human studies, the findings could lead to a therapy to restore axon connections in people living with spinal cord injury.


“The idea was to deliver a sequence of three very different treatments and test whether the combination could stimulate disconnected axons to regrow across the scar in the injured spinal cord,” says lead author Michael Sofroniew (David Geffen School of Medicine, University of California Los Angeles, USA). “Previous studies had tested each of the three treatments separately, but never together. The combination proved to be the key.”


According to Sofroniew, many decades of research have shown that human nerve fibres need three things to grow: genetic programming to switch on axonal growth; a molecular pathway for the fibres to grow along; and a protein trail that entices the axons to grow in a particular direction. All three of these conditions are active when humans develop in the womb. After birth, these processes shut down, but the genes that control the growth programmes are dormant. Sofroniew’s goal was to re-start gene expression.


First, the researchers reactivated nerve cells in the spinal cords of mice by injecting a treatment packaged in a viral vector initially developed in the lab of Zhigang He (Harvard, Cambridge, USA).


Two weeks later, the UCLA team anesthetised the animals and disconnected the axons in their lower spinal cords. Only the rodents’ hind legs were affected and they could still move and feed.


Two days after injury, the team administered a second treatment into the lesion to create new pathways on which axons prefer to grow. Finally, the researchers released a third set of molecules called chemo-attractants. The axons target these chemo-attractants, and therefore the spinal cord tissue remaining on the other side of the scar from the injury.


When Sofroniew and his colleagues examined the tissue of mice who underwent the three-part treatment, they were jubilant. “Not only had axons grown robustly through the scar tissue,” Sofroniew recalls, “but many fibres had penetrated into the remaining spinal cord tissue on the other side of the lesion and made new connections with neurons there.”


Animals who did not undergo the combined treatment exhibited no axon regrowth across the injury lesion.


To test the reproducibility of their findings, the team repeated the experiment multiple times in mice at UCLA and in rats in the lab of Swiss neuroscientist Gregoire Courtine (Swiss Federal Institute of Technology Lausanne, Lausanne, Switzerland). The results proved equally robust.


Sofroniew and colleagues received another surprise when they tested whether newly regrown axons could conduct electrical activity in live animals. “When we stimulated the animal’s spinal cord with a low electrical current above the injury site, the regrown axons conducted 20% of normal electrical activity below the lesion,” comments Sofroniew. “In contrast, the untreated animals exhibited none.”


Despite the finding suggesting that the newly formed connections can conduct signals across the injury, the rodents’ ability to move did not improve. This was not unexpected, according to Sofroniew.


“We expect that these regrown axons will behave like axons newly grown during development—they do not immediately support coordinated functions,” explains Sofroniew. “Much like a new-born must learn to walk, axons that regrow after injury will require training and practice before they can recover function.”


The research team will next explore how to retrain newly wired circuits to restore movement.


This research was supported by the National Institute of Neurological Disorders and Stroke, the Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Foundation, the International Foundation for Research in Paraplegia; ALARME Foundation, Association Song Taaba, Craig H. Neilsen Foundation, the European Research Council, Paralyzed Veterans Foundation of America, Swiss National Science Foundation, Microscopy Core Resource of UCLA Broad Stem Cell Research Center; Microscopy Core Resource of the Wyss Center for Bio and Neuroengineering; and Wings for Life.




Source : https://spinalnewsinternational.com/fibres-regrow/






En haut, les axones endommagés chez un rat non traité s'arrêtent à la limite de la lésion de la moelle épinière.
En dessous, les axones chez un rat traité ont traversé la cicatrice, créant de nouvelles connexions de l'autre côté.