Plus que jamais nous en avons besoin. Les banques de cerveaux sont innovantes
20-03-2015
17 février 2015
Des tissus cérébraux stockés dans des banques de cerveaux provoquent des évolutions importantes dans la compréhension et le traitement de troubles dégénératifs. Bien que les différentes variantes des maladies neurodégénératives sont connues, les tissus bien conservés sont plus que jamais recherchés. Les banques de cerveaux sont elles à même de faire face à la demande? Les banques modernes standardisent leurs protocoles, échangent leurs inventaires dans des listes online et étoffent leurs bases de données d’informations transversales détaillées. Parallèlement, ces institutions souffrent de lacunes dans leur financement ce qui freine leur développement. Nous vous invitons à lire la série écrite par Madolyn Bowman Rogers’ pour les informations les plus récentes et à consulter la liste établie par Alzforum.
Innover puis stagner? Les banques de cerveaux améliorent l’accès mais se retrouvent maintenant en terrain glissant.
17 février 2015
Première partie d’une série en deux parties.
Pour certains, les banques de cerveaux sont des espaces confinés qui conservent et classifient des morceaux gelés du systèmes nerveux central de personnes décédées. Mais elles offrent aux chercheurs un service important en matière de maladies neurodégénératives. Les chercheurs ont besoin de tissus affectés pour mieux comprendre le fonctionnement et les traitements potentiels. Les rapports de pathologie déterminent les diagnostics par lesquels les cliniciens sont mieux à même de traiter les nouveaux patients. La semaine dernière, les progrès réalisés par le NIA Alzheimer’s Disease Research Summit 2015 ont été marqués par les commentaires sur les besoins en banques de cerveaux performantes dans le secteur. Malheureusement les banques de cerveaux ne se portent pas très bien. C’est au moment où les chercheurs ont plus que jamais besoin de tissu cérébral de bonne qualité et bien défini afin d’analyser les premiers stades de la maladie que ces institutions rencontrent des difficultés dans leur financement ce qui met leur existence en danger. La majorité des banques de cerveaux n’ont pas suffisamment de matériau en stock que pour répondre à la demande et mélanger les échantillons de différentes banques n’est pas une option étant donné que les modes de traitement et de conservation ne sont pas standardisés.
Afin de palier à ces manquements, les banques modernes évoluent. A travers le monde, les curateurs accueillent l’idée de big data à bras ouverts. Ils ont développés de gigantesques banques de données mettant en commun les inventaires de banques de cerveaux. A leur tour, les neuropathologistes relèvent les défis que constituent l’entretien de grandes données en séries de sorte que l’information puisse être cataloguée, stockée, analysée et partagée. Ces changements permettent aux chercheurs de trouver et de croiser plus facilement les échantillons de différentes banques. Alzforum dispose d’une liste de collaborations et de banques de cerveaux individuelles.
Cette série résume les progrès déjà réalisés par les banques de cerveaux et les problèmes auxquels ils ont encore à faire face. La première partie raconte l’histoire, le but et le financement des banques de cerveaux. La deuxième partie décrit les réseaux opérant dans le monde. La troisième partie détermine les dispositifs d’aide pour des maladies spécifiques comme Alzheimer et Parkinson dont certains sont très puissants et probablement trop peu appliqués.
Le traitement des dons de cerveaux
Une fois soigneusement sortis du crâne du donneur, le cerveau entier est coupé en gros morceaux coronariens pour refroidissement rapide. (Images fournies par le Wisconsin Brain Donor Program).
Le cerveau au centre d’importantes découvertes
Les banques de cerveaux existent depuis plusieurs décennies déjà. Elles sont souvent associées aux centres médicaux et aux universités. Nombre d’entre elles sont petites, ne comptent que quelques collaborateurs dévoués et partagent les mortuaires, les bureaux et les services neuropathologiques avec les hôpitaux. Exemple, la banque de cerveaux soutenue par le Wisconsin Alzheimer’s Disease Research Center à Madison est une banque typique de taille moyenne comptant plus de 300 échantillons de donneurs. Elle compte trois collaborateurs plein temps (un directeur, un coordinateur et un pathologiste), et loue un espace dans une aile consacrée à la recherche sécurisée de la William S. Middleton Veterans Memorial Hospital. Tissus, sang, et échantillons de liquide céphalorachidien sont conservés dans différents congélateurs. Ils contiennent des segments de cerveaux de couleur rose clair qui reposent dans des boîtes labellisées conservées en toute sécurité à moins 80 degrés Celsius sous zéro, à l’abri derrières des portes intérieures gelées. La banque de cerveaux utilise les facilités offertes par le nouveau mortuaire du nouvel hôpital de la University of Wisconsin, à savoir une chambre bien éclairée avec des tables en acier inoxydable et des balances qui contrastent froidement avec les organes humains entreposés dans des bocaux, baignant dans la formaline.
Malgré leurs tailles assez modestes, les banques de données exercent une grande influence. Leurs autopsies ne confirment pas seulement les diagnostics, formant les collaborateurs et les étudiants en médecine, mais l’étude des tissus ainsi conservés a provoqué des percées dans la recherche dans le cadre des maladies neurodégénératives. « Le fragment amyloïdes B a été découvert dans des tissus surgelés », explique Nigel Cairns , neuropathologiste à l’Université de Washington, St Louis Missouri (Glenner & Wong, 1984). De la même manière, des tissus conservés ont persmis de découvrir l’a-synucleïne de Parkinson, tau dans la démence frontotemporale (DFT) et le TDP-43 dans la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Plus récemment encore des chercheurs ont utilisé le matériel génétique d’échantillons entreposés de DFT pour identifier le gen-C9ORF72, une cause importante de SLA et de DFT (Nouvelles de Sept 2011).
A-t-on pour autant réalisé les découvertes les plus importantes? Au contraire disent les neurologues. Alors qu’ils analysent les cerveaux conservés, les neurologues découvrent encore des maladies non encore reconnues, tels que le senile complex tauopathy (Kovacs et al., 2011), voir le site. et des sous types de maladies connues comme une variante de la DFT provoquée par une mutation du gen-PRKAR1B (Wong et al., 2014). Il est important de savoir que la connaissance des variantes d’Alzheimer comme la forme qui ne s’attaque pas à l’hippocampus ou des concepts en évolution tels que la primary age-related tauopathy ou PART, serait impensable sans les très bons matériaux fournis par les banques de cerveaux que les chercheurs peuvent analyser Murray et al., 2011; Crary et al., 2014.
Comme la mise en image de cerveaux moléculaires connaît un développement rapide avec la découverte de traceurs PET pour tau, l’activation de la microglie et la bêta-amyloïde, l’autopsie de tissus est essentielle afin de valider ce qui relie les traceurs et comment les utiliser pour établir des diagnostics différenciés. Par exemple, le mois dernier à Miami Beach, Floride, à l’occasion du meeting sur la Human Amyloid Imaging deux des trois exposés les plus importants ont été développés par des neuropathologistes qui s’appuyaient sur les banques de cerveaux pour soutenir la recherche sur les tauopathies. Exposés sur HAI; Information sur la conférence de février 2015.
Les banques de cerveaux peuvent éclairer les standards de diagnostics actuels. Exemple. Le neuropathologiste Thomas Beach attaché à la Banner Sun Health Research Institute à Sun City, Arizona, a établi des comparaisons cliniques et pathologiques sur les cerveaux conservés de 919 patients atteints de démence. Bien que les patients aient été l’objet de recherches dans des cliniques spécialisées, leur diagnostic sur alzheimer était exact dans 70% des cas. (Beach et al., 2012). La fiabilité des diagnostics cliniques influence directement le succès des tests cliniques, a déclaré Walter Schultz-Schaeffer, un neuropathologiste de l’Université de Göttingen en Allemagne. ‘Pour 10% des diagnostics qui sont incorrects, nous devons doubler le groupe de recherche’ a-t-il déclaré à Alzforum.
Les données rendues disponibles par les banques de cerveaux peuvent améliorer sensiblement le traitement des patients. Ainsi, la méningite, auto-immune, une maladie par laquelle le système immunitaire attaque le cerveau, crée des problèmes de mémoire et de parole. Elle est fréquemment associée à la démence, déclare Annemieke Rozemuller, une neuropathologiste à la Nederlandse Hersenbank Amsterdam. La maladie peut être traitée par des anti-inflammatoires si elle est diagnostiquée assez tôt. Mais si elle est mal diagnostiquée et pas traitée à temps, cela peut provoquer des dommages permanents au cerveau. En étudiant les tissus cérébraux et les données cliniques qui les accompagnent, de personnes atteintes de méningite auto-immune, Rozemuller a pu identifier les marqueurs biologiques et les modifications dans le scan cérébral. Elle a formé les neurologues à identifier la maladie, ce qui amène un traitement plus rapide et plus efficace de nombreux patients.
Stockage à froid.
Des tranches de cerveau non traités sont conservés à une température de 80 degrés Celsius sous zéro. Les chercheurs retirent les protéines et l’ADN de ces échantillons à des fins d’expérimentation biochimique et génétique. (Photo fournie par la Nederlandse Hersenbank, Nederlands Instituut voor Neurowetenschap, Amsterdam)
Les études pathologiques fournissent de nouvelles stratégies thérapeutiques. Schulz-Schaeffer voulait découvrir comment les neurones a-synucleïne sont atteints par la maladie de Parkinson. En étudiant les dons de tissus cérébraux de patients, il a découvert que plus de 90% des agrégats a-synucleïne, n’apparaissaient pas dans les organismes Lewis. mais dans des micro agrégats sur des terminaisons présynaptiques. Des épines dentriques sont prélevées sur ces synapses et la liaison entre les cellules nerveuses sont brisées. (voir article de Fev 2007, sur Kramer et Schulz-Schaeffer. Le résultat suggère que sur le long terme, Parkinson peut être mieux traité en sauvant des synapses, au lieu de remplacer simplement les neurotransmetteurs, a déclaré Schulz-Scharffer.
Chaque découverte provoque de nouvelles recherches. Le médicament qui permet de traiter actuellement Alzheimer a été identifié sur base d’études sur des tissus cervicaux humains d’il y a plus de 30 ans a remarqué Beach dans une observation dans le Journal of Alzheimer’s Disease. Quoi qu’il en soit, depuis lors, le financement des études qui font appel à des tissus cérébraux humains est retombé à un dixième de ce qu’il était à l’origine écrit Beach. Il accuse également ce maigre soutien pour la ‘Valley of Death’, l’incapacité souvent déplorée dans la discipline de transformer les résultats des recherches fondamentales en de nouveaux traitements approuvés. (Beach, 2013), voir le site. ‘Cette baisse des financements pourrait être à l’origine de l’incapacité de découvrir de nouvelles approches thérapeutiques au rythme d’antan.‘ a écrit Beach à Alzforum.
Tant que les fonds manquent, l’avenir reste incertain.
Les neuropathologistes du monde entier ont déclaré à Alzforum que le financement étaient actuellement le plus grand défi pour les banques de cerveaux. Et plus particulièrement les banques européennes, maintenant que les fonds de la Commission européenne sont épuisés. Actuellement, il est demandé aux banques qu’elles se financent en facturant leurs coûts opérationnels, avec le soutien de cliniques locales, d’universités et de bourses émanant d’institutions neuroscientifiques. ‘Nous éprouvons momentanément des difficultés à payer les services de base.’ a déclaré Schilz-Schaeffer. Les budgets officiels pour les banques australiennes ont également été bloqués. Les banques américaines bénéficient encore toujours de financements officiels, mais cela ne couvre pas tout et les directeurs doivent accéder à d’autres sources de financement afin de compenser les deficits. Les banques sont pus souvent tentées par des collaborations avec d’autres secteurs de l’industrie a déclaré Rozemuller. Cette stratégie impose ses propres conditions étant donné que les banques de cerveaux tendent à mettre leur matériel gratuitement à disposition de tous les chercheurs. (Graeber 2008)
Le manque d’argent limite les possibilités des banques de cerveaux d’acquérir de nouveaux tissus. Une autopsie peut atteindre 10.000 dollars, y compris le transport du corps, le démantèlement et le traitement du cerveau; la réalisation et l’évaluation neuropathologique complexe, et le stockage de matériaux, a déclaré Cairns à Alzformum. L’ironie est que beaucoup de banques sont contraintes à refuser les dons de cerveaux alors que les chercheurs ont besoin de plus de matériaux. ‘Alors que la science se développe, le financement diminue’ a déclaré Montine à l’Université de Washington, Seattle. Ces 3 dernières années, nous avons payé ces moyens si précieux avec l’argent de l’impôt, mais maintenir ce que nous avons demande du temps et de l’argent et encore plus si nous voulons accompagner le développement scientifique.
Cela signifie que les chercheurs qui demandent des tissus doivent adapter leurs expériences afin d’utiliser moins d’échantillons que prévu ou d’analyser unne autre partie du cerveau parce que certaines parties, tels que l’hippocampe, sont petites et que la demande est plus forte. ‘Il n’y a pas suffisamment de tissus pour satisfaire toutes les demandes de recherches. Nous pourrions achever plus d’expériences avec succès si nous disposions de plus de moyens’ a fait remarquer Montine.
Les banques de cerveaux offrent également d’autres possibilités. La plupart des banques ont non seulement besoin de plus de dons de cerveaux de personnes de contrôle normales de tous âges mais également de minorités et de personnes qui se trouvent dans la phase pré clinique de la maladie. Encourager les dons de la population ne résoudra tout simplement pas le problème. Parce que les échantillons les plus précieux émanent de personnes ayant participé à des études transversales sur le vieillissement ou sur la mémoire. Ces dons forment une précieuse pierre angulaire dans de nombreuses données cognitives et cliniques qui permettent aux chercheurs d’établir une corrélation entre une pathologie et les symptômes ainsi que les modifications dans les marqueurs biologiques qui ont échelonné une vie. Les banques de cerveaux privilégient ces autopsies par rapport aux recherches isolées. Nombre de donneurs volontaires éprouvent des difficultés à trouver une banque qui accepte leur dernière volonté. Les personnes qui veulent faire un don peuvent participer à une étude transversale, mais elles sont rares car elles sont onéreuses.
Finalement le manque d’argent pour les formations a fait baisser le nombre de jeunes nauropathologistes en Europe. ‘Nous vieillissons progressivement et personne pour nous remplacer’. a déclaré Rozenmuller. Au cours de ces 50 dernières années, le nombre de neuropathologistes en service à la Nederlandse Hersenbank est passé de 65 à 15 a-t-elle ajouté- Madolyn Rogers
Traduction : Jan Labeke
Source : The ALS Forum
