La sclérose en plaques, la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer ou encore l’épilepsie ont pour point commun d’être des maladies du système nerveux central, où sont traitées les informations et d’où partent les commandes motrices vers le reste de notre organisme. Ces maladies ont aussi pour point commun d’être difficiles à traiter en raison de la barrière hémato-encéphalique qui entoure et protège le cerveau. Les composés neuroprotecteurs peinent alors à atteindre leur cible et donc à être efficaces.
En menant leur étude sur des souris vivantes, y compris des souris éveillées, une équipe de chercheurs de l'université de Copenhague a peut-être trouvé un moyen de contourner les parois imperméables de la barrière hémato-encéphalique pour permettre l'administration de médicaments au cerveau.
Dans Nature Communication, ils expliquent avoir étudié des vésicules artificielles nanoparticulaires appelées liposomes pour transporter les médicaments jusqu’au cerveau.
"Avant cette étude, la communauté n'avait aucune idée de ce qui se passait dans la barrière hémato-encéphalique du cerveau vivant, et pourquoi certaines nanoparticules traversaient et d'autres pas. À cet égard, la barrière hémato-encéphalique était une 'boîte noire' où les événements entre l'administration du médicament et sa détection dans le cerveau restaient obscurs. On se demandait même si l'entrée des nanoparticules dans le cerveau était possible. Avec notre article, nous apportons maintenant une preuve directe de l'entrée des nanoparticules dans le cerveau et décrivons pourquoi, quand et où cela se produit", explique le professeur adjoint Krzysztof Kucharz, du département des neurosciences.
Administrer par les gros vaisseaux plutôt que par les capillaires
À l’aide de l'imagerie à deux photons, les chercheurs ont commencé par déconstruire la barrière hémato-encéphalique afin de comprendre comment les nanoparticules porteuses de médicaments peuvent la franchir. "Nous avons surveillé l'entrée des nanoparticules dans le cerveau à chaque étape du processus, fournissant ainsi des connaissances précieuses pour la conception de futurs médicaments. Plus précisément, nous montrons quels segments vasculaires sont les plus efficaces à cibler avec les nanoparticules pour permettre leur entrée dans le cerveau", détaille Krzysztof Kucharz.
Les chercheurs ont ainsi réussi à obtenir une image complète du parcours des nanoparticules à travers la barrière hémato-encéphalique. En marquant les particules avec des molécules fluorescentes, ils ont pu observer comment les nanoparticules circulent dans la circulation sanguine, comment elles s'associent au fil du temps à l'endothélium (la couche de cellules épithéliales qui tapisse l'intérieur des parois du cœur et des vaisseaux).
Surtout, les chercheurs ont pu constater que les vaisseaux cérébraux traitent les nanoparticules différemment, permettant ou rejetant l'accès des nanoparticules au tissu cérébral en fonction du type de vaisseau. Par exemple, Il est plus facile pour les nanoparticules de pénétrer dans le cerveau au niveau des gros vaisseaux qu’au niveau des petits vaisseaux capillaires, comme on le pensait jusqu’ici.
"Nos résultats remettent en question l'idée reçue selon laquelle les capillaires constituent le principal lieu de transport des nanoparticules vers le cerveau. Ce sont plutôt les veinules qui devraient être ciblées pour une administration efficace des nanoparticules au cerveau", conclut Krzysztof Kucharz.