Recherche translationnelle en santé,
technologie pour la santé et recherche clinique
iDREAM / Axe 1 : Imagerie de la réparation cérébrale motrice
Médecine régénérative: Implants cérébraux et thérapie cellulaire
L’axe est coordonné par Isabelle Loubinoux et Franck Desmoulin.
Objectifs scientifiques
Nous développons des thérapies qui s’adressent aux patients avec de lourds handicaps (AVC, Traumatisme crânien grâve).
Notre approche se base sur la régénération de la lésion cérébrale avec des implants et/ou des greffe de cellules.
L’imagerie IRM est un outil crucial pour effectuer un suivi longitudinal afin d’appréhender l’intégration des implants ou des cellules dans le cerveau, leur vascularisation, la dégradation des biomatériaux, leur innocuité, et leur sécurité, ainsi que la détection d’événements indésirables.
Les implants régénératifs
L’implant en silicone fonctionnalisé
La médecine régénérative apporte de nouveaux espoirs de traitement qui résident sur des neuro-implants (thérapie cellulaire sur biomatériaux) afin de rétablir des pontages longue-distance des aires cérébrales. L’équipe a fait la preuve de concept de neuro-implants améliorant la performance motrice chez le rongeur. La sécurité est démontrée chez le primate non-humain (marmouset).
L’implant imprimé 3D dégradable
La seconde génération d’implants cérébraux régénératifs se focalise sur des implants dégradables. L’impression 3D leur confère une architecture complexe mimant le cortex cérébral en six couches interconnectées. L’imagerie T2 offre une bonne visualisation de l’hydrogel et de sa dégradation au cours du temps. L’imagerie de perfusion pCASL permet de suivre la revascularisation de l’implant. L’imagerie de tenseur de diffusion mesure la diffusivité de l’eau dans le matériau, les pores et le tissu.
La thérapie cellulaire
La greffe intranasale de cellules gliales entériques
La proximité des cellules nerveuses entériques avec les cellules cérébrales pourrait en faire une source de suppléance pour le cerveau (Colitti et al. Adv Sci 2026).
Des cellules gliales entériques humaines ont été greffées par voie intranasale dans des cerveaux de rats et se sont préférentiellement différentiées en neurones (Colitti et al. Adv Sci 2026).
L’imagerie clinique
Troubles de la coordination et connectivité cérébrale en Electroencéphalographie
Jessica Tallet et ses collègues ont enregistré l’EEG chez des enfants présentant des troubles de la coordination du développement (DCD) et des témoins avec un développement typique (TD). Ils ont démontré que la communication interhémisphérique atypique est en corrélation avec une inhibition motrice modifiée lors de l’apprentissage d’un nouveau modèle de coordination bimanuelle dans le trouble de la coordination du développement. En effet, un contrôle moteur approprié implique l’inhibition des mouvements du miroir, qui repose sur la connectivité et la cohérence inter-hémisphériques (RP : phase relative ; TRCOh : cohérence liée à la tâche) (Blais et al., Developmental Science, 2018).
AVC et Connectivité fonctionnelle en IRM
La connectivité fonctionnelle en IRM pendant une tâche sensorimotrice a été étudiée chez 25 patients ayant subi un AVC et a été corrélée au déficit moteur (échelle de Fugl-Meyer du membre supérieur, FMS-UE). Une connectivité négative du cortex prémoteur ipsilésionnel avec les régions motrices controlésionnelles (en bleu) est observée chez les patients très déficitaires et met en évidence une déconnexion. Une connectivité fonctionnelle intermodale du cortex prémoteur ipsilésionnel avec des régions non motrices (cortex préfrontal, précuneus) a été mis en evidence et peut refléter des stratégies de compensation intermodales efficaces (en rouge) (Brihmat et al., Brain Connectivity 2020).
AVC et Plasticité Cérébrale en IRM multimodale
La plasticité cérébrale a été explorée chez 21 patients avec une lésion capsulaire et un déficit moteur pur à 4 jours (SD 3) post-AVC et à 4 mois. La fraction d’anisotropie du faisceau corticospinal (FACST) était significativement réduite du côté lésé à 4 mois et corrélée aux performances motrices (test des 9 chevilles , dynamomètre, test du ‘tapping’). La FACST est donc un bon biomarqueur diagnostiquant les déficits moteurs post-AVC. La technique de ‘Voxel Based Morphometry’ (VBM) a révélé des augmentations d’épaisseur corticale dans plusieurs régions qui corrélait avec les performances. La présence de tractus moteurs alternatifs n’était pas corrélée avec la récupération. Dans ce groupe de patients peu déficitaires, il semblerait donc qu’une bonne récupération repose sur des fibres corticospinales préservées en particulier le cortex prémoteur ipsilésionnel. VBM et la FACST seraient des biomarqueurs fiables de l’atrophie, de la réorganisation, de la plasticité et de la récupération post-AVC (Loubinoux et al., J Neurol 2024).
L’imagerie préclinique
Biomarqueur de dégénérescence secondaire.
Nous avons découvert un nouveau biomarqueur de la gliose accompagnant la dégénérescence axonale chez le patient AVC et le primate non-humain cérébrolésé (marmouset). Plusieurs mois après la lésion corticale, le faisceau corticospinal subit une perte de myéline, une infiltration astrocytaire et une réaction microgliale. Elles induisent une perte d’intensité sur les IRM T2 et une légère hyperintensité sur les IRM T1 (Le Friec et al., Trans Stroke Res 2020).
Mise en évidence de la dégénérescence du faisceau corticospinal
Ouverture de la barrière hémato-encéphalique
Notre cerveau est protégé par la barrière hémato-encéphalique. Mais certains médicaments ne peuvent la traverser.
L’imagerie préclinique permet de mettre au point des procédures d’ouverture temporaire de la barrière hématoencéphalique et de déterminer les conditions sécuritaires.
(Labriji et al. Magnetic Resonance in Medecine, 2023)