Qu’est-ce que la sonogénétique ?
Modifier génétiquement certains neurones afin de pouvoir les activer à distance via des ultrasons, c’est le principe sur lequel repose la sonogénétique. À terme, cette thérapie pourrait par exemple permettre à des patients qui ont perdu la vue de percevoir à nouveau la lumière.
C’est un nouvel espoir permis grâce à la recherche médicale : la thérapie sonogénétique. Elle mêle génétique et utilisation d’ultrasons et pourrait soigner des patients jusqu’alors sans solution. Une équipe internationale de chercheurs de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm), du laboratoire Physique pour la médecine, de l’Institut de la vision de Paris et de l’Institut d’ophtalmologie moléculaire et clinique de Bâle (en Suisse), a apporté la preuve que le concept fonctionne. Les résultats de leur étude, publiés dans la revue Nature Nanotechnology en avril 2023, montrent en effet que cette nouvelle technique est efficace chez les rongeurs.
Comment cela fonctionne-t-il ?
La thérapie sonogénétique consiste à modifier génétiquement certains neurones afin de pouvoir les activer à distance par des ultrasons. Ces derniers sont de faible intensité, à l’image de ceux utilisés lors des échographies notamment, et sont appliqués à la surface du cerveau, sans contact. Depuis la surface de la dure-mère – la membrane externe des méninges qui protège le cerveau – les ondes sont en effet capables d’accéder à des tissus situés en profondeur du cerveau et de cibler des zones très précises afin de toucher uniquement les neurones qui ont été génétiquement modifiés.
Comment a-t-elle été testée ?
La sonogénétique a d’abord été testée sur des modèles de culture in vitro avant de l’être sur les animaux. Appliquée chez les rongeurs, la stimulation sonogénétique du cortex visuel a permis « d’induire une réponse comportementale associée à une perception lumineuse », constate l’Inserm dont les équipes ont participé à l’étude. Dans le cas présent, les animaux ont été conditionnés à chercher à boire dès qu’ils distinguaient de la lumière. Cette action a permis aux scientifiques de s’assurer du bon fonctionnement de la technique. L’étude a par ailleurs montré que cette thérapie fonctionne sur différents types de neurones, qu’ils soient situés dans la rétine ou dans le cortex visuel des rongeurs. Cela démontre « le caractère universel de cette approche », considère l’Institut.
Quelles applications à venir ?
« La thérapie sonogénétique apparaît comme un réel espoir pour restaurer la vue des patients ayant perdu la fonction du nerf optique », estime l’Inserm. Mais il faudra encore être patient avant que les malades puissent en bénéficier. « Le développement d’un essai clinique de thérapie sonogénétique demande encore de passer par de nombreuses étapes pour valider son efficacité et sa sécurité, explique Serge Picaud, directeur de recherche à l’Inserm et à l’Institut de la vision. Si les résultats se confirment, cette thérapie pourrait réussir à restaurer la vue des patients de manière stable et en toute sécurité. »
D’autres applications qui font intervenir des interfaces cerveau-machine (lire encadré ci-contre) pourraient par ailleurs être envisagées dans les années à venir : contrôler un fauteuil roulant ou une prothèse de membre, parler ou écrire à travers un ordinateur, manipuler des exosquelettes, etc.
© C i E M / Léa Vandeputte
Une interface cerveau-machine sans contact
La thérapie sonogénétique ouvre aussi la porte à la création de nouveaux systèmes de liaison directe entre un cerveau et un dispositif externe, ce que l’on appelle les interfaces cerveau-machine. La nouveauté ici est le fonctionnement « sans contact ». Contrairement aux prothèses et aux stimulateurs neuronaux actuels qui utilisent des électrodes, le patient n’est plus relié à l’ordinateur par des fils, ce qui offre une plus grande liberté.
