Dans une étude récente, des chercheurs de l'Université Xi'an Jiaotong-Liverpool et d'autres universités chinoises ont rapporté que la stimulation cérébrale combinée à un spray nasal contenant des nanoparticules peut améliorer la récupération après un accident vasculaire cérébral ischémique chez un modèle animal.

Le spray nasal est une méthode non invasive pour administrer nanoparticules magnétiques dans le cerveau qui, selon l'étude, peut augmenter les avantages de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Le TMS est une méthode non invasive stimulation cérébrale déjà utilisé en clinique ou dans essais cliniques pour traiter des maladies neurologiques comme les accidents vasculaires cérébraux, la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, la dépression et la toxicomanie.

Rats ayant reçu un traitement combiné de nanoparticules et de TMS toutes les 24 heures pendant 14 jours après une AVC ischémique avaient une meilleure santé globale, prenaient du poids plus rapidement et avaient des fonctions cognitives et motrices améliorées par rapport à ceux traités par TMS seul.

Pendant le traitement TMS, un courant électrique traverse une bobine électrique placée à l'extérieur du crâne, produisant un champ magnétique qui stimule les cellules du cerveau en induisant un courant électrique supplémentaire à l’intérieur du cerveau. Cependant, la stimulation n’est souvent pas assez intense pour pénétrer suffisamment loin dans le cerveau et atteindre les zones nécessitant un traitement.

Dans cette nouvelle étude, publiée dans Matériaux aujourd'hui Chimie, les chercheurs montrent que le magnétique nanoparticules, administré par voie intranasale, peut rendre les neurones plus réactifs et amplifier le signal magnétique du TMS pour atteindre les tissus cérébraux plus profonds, facilitant ainsi la récupération. Cette découverte offre de nouvelles opportunités pour traiter les troubles neurologiques.

De l'impossible au possible

La recherche répond à une question clé en nanomédecine : est-il possible d’améliorer le TMS en utilisant des nanoparticules administrées de manière non invasive dans le cerveau. Des personnalités de premier plan dans le domaine ont déclaré précédemment que cela était presque impossible en raison du barrière hémato-encéphalique. Cette barrière physique sépare le cerveau du reste de la circulation sanguine du corps.

Cependant, l’équipe de chercheurs a surmonté ce problème en guidant les nanoparticules magnétiques plus près de la zone appropriée à l’aide d’un grand aimant situé près de la tête.

Le Dr Gang Ruan, auteur correspondant de l'étude, déclare : « Nous avons pu surmonter la barrière hémato-encéphalique et envoyer suffisamment de nanoparticules dans le cerveau pour les utiliser en combinaison avec la simulation TMS afin d'améliorer la récupération après un AVC.

« Les appareils TMS sont déjà utilisés pour le traitement clinique des troubles neurologiques, mais ils présentent de sévères limitations en termes de force de stimulation et de profondeur du cerveau qu'ils peuvent pénétrer.

"En introduisant de manière non invasive des nanoparticules magnétiques dans le cerveau, nous pouvons amplifier et améliorer les effets de stimulation du TMS sur les neurones, rendant ainsi le traitement plus efficace", ajoute le Dr Ruan.

« Montrer qu’il est possible d’utiliser les nanoparticules de cette manière ouvre la voie à des applications médicales des nanoparticules pour d’autres troubles neurologiques. »

Franchir les barrières

Les nanoparticules d'oxyde de fer utilisées dans l'étude sont déjà prescrites pour traiter carence en fer car ils sont non toxiques et biodégradables. L’équipe a également modifié les nanoparticules en les enrobant de diverses substances non toxiques.

Le Dr Ruan explique : « Le revêtement fait que les nanoparticules adhèrent à la barrière hémato-encéphalique, augmentant ainsi leurs chances de la traverser. Sans ce revêtement, les particules rebondissent simplement sur la barrière au lieu de la traverser.

« Les modifications du oxyde de fer Les particules garantissent également que les nanoparticules peuvent adhérer aux neurones et augmenter leur réactivité à la stimulation du TMS.

La sécurité de l'utilisation des nanoparticules modifiées doit être évaluée dans le cadre d'essais cliniques, mais elle pourrait être utilisée en combinaison avec le TMS et d'autres méthodes telles que l'imagerie cérébrale, pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau et améliorer le traitement des troubles neurologiques. .

« De nombreux scientifiques pensent encore qu’il est impossible d’envoyer de manière non invasive suffisamment de nanoparticules dans le cerveau pour affecter les fonctions cérébrales. Pourtant, nous avons démontré que c’est possible », déclare le Dr Ruan.

«Nous avons combiné l'expertise de notre équipe dans quatre disciplines différentes, la science des matériaux, la biophysique, les neurosciences et la science médicale, pour repousser les limites de nos connaissances et remettre en question ce qui est actuellement pensé dans le domaine.