Une invalidité grave et persistante compromet souvent les avantages vitaux du traitement du cancer. La douleur et la fatigue – ainsi que les troubles sensoriels, moteurs et cognitifs – sont au premier rang de la constellation d’effets secondaires qui se produisent avec les agents à base de platine largement utilisés dans les traitements de chimiothérapie dans le monde entier.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de Georgia Tech dans le laboratoire de Timothy C.Cope a trouvé une nouvelle voie pour comprendre pourquoi ces conditions débilitantes se produisent chez les patients atteints de cancer et pourquoi les scientifiques devraient se concentrer sur tous les processus neuronaux possibles qui causent des problèmes sensoriels ou moteurs au cerveau d’un patient – y compris le système nerveux central – et pas seulement le « périphérique dégénérescence des neurones sensoriels » qui se produit loin du centre du corps.
Circuits neuronaux : avec de nouvelles recherches publiées dans PNAS, les chercheurs montrent que « les centres de communication du système nerveux central sont également vulnérables aux effets indésirables du traitement du cancer ». Crédit image : NIH
Les nouvelles trouvailles « Mécanismes des circuits neuronaux du handicap sensorimoteur dans le traitement du cancer » sont publiés dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS) et pourraient avoir un impact sur le développement de traitements efficaces qui ne sont pas encore disponibles pour restaurer les capacités normales d’un patient à recevoir et à traiter les informations sensorielles dans le cadre du traitement post-cancer, en particulier.
Stephen N. (Nick) Housley, chercheur postdoctoral dans le École des sciences biologiques, la Centre de recherche intégrée sur le cancer, et le Institut Parker H.Petit pour la bioingénierie et les biosciences à Georgia Tech, est l’auteur principal de l’étude. Les co-auteurs incluent Paul Nardelli, chercheur et Travis Rotterman, stagiaire postdoctoral (tous deux de l’École des sciences biologiques), ainsi que Timothée Cope, qui est professeur avec nominations conjointes à la School of Biological Sciences de Georgia Tech et à la Coulter Département de génie biomédical à l’Université Emory et Georgia Tech.
Conséquences neurologiques
« La chimiothérapie influence sans aucun doute négativement le système nerveux périphérique, qui est souvent considéré comme le principal responsable des troubles neurologiques pendant le traitement du cancer », partage Housley. Cependant, dit-il, pour que le système nerveux fonctionne normalement, les systèmes nerveux périphérique et central doivent coopérer.
« Cela se produit par la communication synaptique entre les neurones. Grâce à une élégante série d’études, nous montrons que ces centres de communication dans le système nerveux central sont également vulnérables aux effets indésirables du traitement du cancer », partage Housley, ajoutant que les résultats forcent « la reconnaissance des nombreux endroits du système nerveux que nous avons à traiter si jamais nous voulons remédier aux conséquences neurologiques du traitement du cancer – car corriger l’un d’entre eux peut ne pas suffire à améliorer la fonction humaine et la qualité de vie.
« Ces handicaps restent cliniquement non atténués et empiriquement inexpliqués alors que la recherche se concentre sur la dégénérescence périphérique des neurones sensoriels », explique l’équipe de recherche dans l’étude, « tout en sous-estimant l’implication possible des processus neuronaux dans le système nerveux central. Les présents résultats démontrent des défauts fonctionnels dans les propriétés fondamentales du traitement de l’information localisées dans le système nerveux central », concluant que « les troubles sensorimoteurs de longue durée et éventuellement d’autres troubles induits par le traitement du cancer résultent de défauts neuronaux indépendants aggravés dans les systèmes nerveux périphérique et central. ”
Handicap sensorimoteur et ‘cOIN’
L’équipe de recherche note que les survivants du cancer « classent l’incapacité sensorimotrice parmi les conséquences à long terme les plus pénibles de la chimiothérapie. Les troubles de la marche, de l’équilibre et des mouvements habiles sont généralement attribués à des dommages chimiotoxiques des neurones sensoriels périphériques sans tenir compte du rôle déterministe joué par les circuits neuronaux qui traduisent les informations sensorielles en mouvement », ajoutant que cette omission « empêche une compréhension mécaniste suffisante et contribue à l’absence de traitement efficace pour inverser l’incapacité induite par la chimiothérapie.
Cope dit que l’équipe a résolu cette omission « grâce à l’utilisation d’une combinaison d’électrophysiologie, de comportement et de modélisation pour étudier le fonctionnement d’un circuit sensorimoteur spinal in vivo » dans un modèle de rongeur de « neuropathie chronique induite par l’oxaliplatine (chimiothérapie): cOIN .”
Des événements séquentiels clés ont été étudiés dans l’encodage des informations « propriosensorielles » (pensez à la kinesthésie : la capacité du corps à détecter son emplacement, ses mouvements et ses actions) et sa traduction de circuit dans les potentiels synaptiques produits dans les motoneurones.
Chez les rats « cOIN », l’équipe a noté que plusieurs classes de neurones propriosensoriels exprimaient un déclenchement défectueux qui réduisait la représentation sensorielle précise des réponses mécaniques musculaires à l’étirement, ajoutant que la précision « se dégradait davantage dans la traduction des signaux propriosensoriels en potentiels synaptiques à la suite d’un défaut mécanismes résidant à l’intérieur de la moelle épinière.
Expression conjointe, défauts indépendants
« Ces défauts séquentiels, périphériques et centraux se sont aggravés pour entraîner le circuit sensorimoteur dans un effondrement fonctionnel qui a eu pour conséquence de prédire les erreurs significatives dans les comportements de mouvement guidés propriosensoriels démontrés ici dans notre modèle de rat et rapportés pour les personnes atteintes de cOIN », Cope et Housley rapport. « Nous concluons que le handicap sensori-moteur induit par le traitement du cancer émerge de l’expression conjointe de défauts indépendants survenant dans les éléments périphériques et centraux des circuits sensori-moteurs. »
« Ces découvertes ont un large impact sur le domaine scientifique et sur la gestion clinique des conséquences neurologiques du traitement du cancer », a déclaré Housley. « En tant que clinicien et scientifique, je peux imaginer le besoin urgent de développer conjointement des tests cliniques quantitatifs qui ont la capacité d’identifier les parties du système nerveux d’un patient qui sont affectées par leur traitement contre le cancer. »
Housley dit également que la capacité de surveiller la fonction neurale sur divers sites au cours du traitement « fournira un biomarqueur sur lequel nous pourrons optimiser le traitement – par exemple, maximiser les effets anti-néoplasiques tout en minimisant les effets indésirables », ajoutant que, à mesure que nous avançons dans les traitements anticancéreux de prochaine génération, « les tests cliniques capables de surveiller objectivement des aspects spécifiques du système nerveux seront extrêmement importants pour tester la présence d’un effet hors cible ».
La source: Technologie de Géorgie
