Cerveau: biologie de la frontière entre cerveau et système sanguin
Publié par Isabelle le 08/04/2019 à 14:00
Source: CEA

(c)Jolygon
L'Institut CEA-Joliot montre que rompre la barrière hémato-encéphalique n'est pas suffisant pour délivrer certains médicaments dans le cerveau.

Le cerveau est isolé du reste de l'organisme par la barrière hémato-encéphalique (BHE). Sa structure empêche la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un...) de très nombreuses molécules de la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) sanguine vers le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps,...). De plus, la BHE exprime des transporteurs d'efflux, capables d'expulser certaines des molécules malgré un fort potentiel de diffusion à travers les membranes biologiques. L'une des conséquences indirectes de cette "imperméabilité" est que le traitement par chimiothérapie (La chimiothérapie est l'usage de certaines substances chimiques pour traiter une maladie. C'est une technique de traitement à part entière au même titre que la chirurgie. La première utilisation connue de la...) des tumeurs et métastases cérébrales est rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant...) particulièrement difficile, la plupart des médicaments anticancéreux (Un anticancéreux est un médicament permettant de lutter contre le cancer) ne passant pas ou trop peu la BHE.

Ces dernières années ont vu l'émergence de techniques basées sur l'utilisation d'ultrasons focalisés (FUS) pour rendre la BHE transitoirement perméable vis-à-vis de molécules anti-cancéreuses comme la doxorubicine voire des objets de plus grande taille comme des nano-particules thérapeutiques ou des anticorps. Mais qu'en est-il pour des médicaments comme l'erlotinib de la famille des inhibiteurs de tyrosine kinase ? L'erlotinib est une thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une personne souffrant d'un problème de santé, dans le but de l'aider à guérir, de minimiser ou de soulager ses symptômes,...) ciblée capable de bloquer la croissance des lésions surexprimant EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor), particulièrement fréquentes au niveau cérébral. On sait que l'erlotinib passe mal la BHE du fait de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de transporteurs d'efflux. Une perméabilisation de la BHE par FUS est-elle suffisante pour contrecarrer l'activité de ces transporteurs ?

Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) CEA-Joliot montrent que l'efflux de l'erlotinib persiste malgré une ouverture franche de la BHE. Seule une inhibition pharmacologique des transporteurs d'efflux, difficilement envisageable en clinique permet d'augmenter le passage cérébral de cette molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...). Cette étude montre que pour certains médicaments anticancéreux, l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec les transporteurs d'efflux, bien plus que l'intégrité physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) de la BHE, peut constituer la principale limitation à leur délivrance dans le cerveau. L'étude montre également l'importance des approches d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait...) multimodales pour évaluer l'efficacité des techniques de délivrance des médicaments vers le cerveau.


Panneau de gauche: Les ultrasons focalisés induisent une rupture franche de la BHE (mise en évidence par IRM, à gauche) qui n'a pas de répercussions sur le passage cérébral de l'erlotinib (visualisé par imagerie TEP, à droite), du fait de la persistance ( Persistance (statistiques) Persistance (informatique) en peinture : La Persistance de la mémoire (1931) en médecine : la persistance du canal artériel ...) de l'activité de transporteurs d'efflux qui en limitent le passage cérébral. Panneau de droit: L'inhibition des transporteurs d'efflux n'induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) pas de rupture de la BHE mais augmente le passage cérébral de l'erlotinib dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) du cerveau. © SHFJ/NeuroSpin/CEA

Références publication
Physical blood-brain barrier disruption induced by focused ultrasound does not overcome the transporter-mediated efflux of erlotinib | Journal of controlled release
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