La substance blanche pourrait favoriser la guérison des lésions de la moelle épinière : étude

Les blessures, les infections et les maladies inflammatoires qui endommagent la moelle épinière peuvent entraîner des douleurs et une invalidité persistantes. Un certain degré de guérison est possible. La question est de savoir comment stimuler au mieux la repousse et la guérison des nerfs endommagés.

À l’Institut d’imagerie de l’Université Vanderbilt (VUIIS), les scientifiques se concentrent sur une partie jusqu’ici peu étudiée du cerveau et de la moelle épinière : la matière blanche. Leurs découvertes pourraient conduire à des traitements qui rétablissent l’activité nerveuse grâce à l’administration ciblée de stimuli électromagnétiques ou de médicaments.

Comme dans le cerveau, la moelle épinière est constituée de corps de cellules nerveuses (matière grise), qui traitent les sensations et contrôlent les mouvements volontaires, et d’axones (matière blanche), des fibres qui relient les cellules nerveuses et qui se projettent vers le reste du corps.

Dans un article récent publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesAnirban Sengupta, Ph.D., John Gore, Ph.D., et leurs collègues rapportent la détection de signaux provenant de la matière blanche de la moelle épinière en réponse à un stimulus qui sont aussi robustes que les signaux de la matière grise.

« Dans la moelle épinière, le signal de la matière blanche est assez important et détectable, contrairement au cerveau, où il a moins d’amplitude que celui de la matière grise », a déclaré Sengupta, chargé de recherche en radiologie et sciences radiologiques au centre médical de l’université Vanderbilt.

« Cela peut être dû au volume plus important de matière blanche dans la moelle épinière par rapport au cerveau », a-t-il ajouté. Le signal pourrait également représenter « une demande intrinsèque » du métabolisme au sein de la matière blanche, reflétant son rôle essentiel dans le soutien de la matière grise.

Depuis plusieurs années, Gore, qui dirige le VUIIS, et ses collègues utilisent l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour détecter les signaux dépendants du niveau d’oxygénation du sang (BOLD), un marqueur clé de l’activité du système nerveux, dans la matière blanche.

L’année dernière, ils ont rapporté que lorsque des personnes dont le cerveau est scanné par IRMf effectuent une tâche, comme bouger les doigts, les signaux BOLD augmentent dans la matière blanche dans tout le cerveau.

L’étude actuelle a surveillé les changements des signaux BOLD dans la substance blanche de la moelle épinière au repos et en réponse à un stimulus vibrotactile appliqué aux doigts dans un modèle animal. En réponse à la stimulation, l’activité de la substance blanche était plus élevée dans les « faisceaux » de fibres ascendantes qui transportent le signal de la colonne vertébrale au cerveau.

Ce résultat est cohérent avec la fonction neurobiologique connue de la matière blanche, ont noté les chercheurs. La matière blanche contient des cellules gliales non neuronales qui ne produisent pas d’impulsions électriques, mais qui régulent le flux sanguin et les neurotransmetteurs, les molécules de signalisation qui transmettent les signaux entre les cellules nerveuses.

Il reste encore beaucoup à apprendre sur la fonction de la substance blanche de la moelle épinière. Mais les résultats de cette recherche pourraient aider à mieux comprendre les maladies qui affectent la substance blanche de la moelle épinière, notamment la sclérose en plaques, a déclaré Sengupta.

« Nous pourrons observer comment l’activité de la substance blanche évolue à différents stades de la maladie », a-t-il déclaré. Les chercheurs pourront également surveiller l’efficacité des interventions thérapeutiques, notamment la neuromodulation, pour favoriser la guérison après une lésion de la moelle épinière.

Sengupta, l’auteur correspondant de l’article, a obtenu son doctorat à l’Institut indien de technologie de New Delhi en 2018 et a rejoint la faculté de Vanderbilt en 2024 après avoir terminé un stage postdoctoral au VUIIS.

Gore est professeur émérite de radiologie et de sciences radiologiques, de génie biomédical, de physiologie moléculaire et de biophysique, ainsi que de physique et d’astronomie. Les autres co-auteurs du VUIIS étaient Arabinda Mishra, Feng Wang, Ph.D., et Li Min Chen, MD, Ph.D.