S’entraîner: étirement des limites du traitement de la SLA

Auteur: Michelle Pflumm, Ph.D

Boule de nerfs. Les scientifiques de BrainStorm Cell Therapeutics espèrent utiliser des cellules, qui sont dérivées des patients et de type astrocyte, pour stimuler le GDNF neurotrophines des patients qui souffrent de la SLA. Image : Protein Data Bank.

L’entraînement aérobie modérée fait partie de la routine quotidienne pour des personnes avec différentes affections neurologiques, mais ce n’est pas le cas pour des personnes qui souffrent de la SLA. Actuellement, il y a de nouvelles expériences cliniques qui promettent de changer ce fait en évaluant des routines spécifiques des patients atteints de la SLA.

Les nerfs moteurs dégradés des patients atteints de la SLA causent la faiblesse des muscles et finalement la paralysie. Des scientifiques, qui veuillent mettre fin à cette dégénération neurologique dès son origine, tournent vers des substances qu’on appelle « neurotrophines », y compris le BDNF, le GDNF, l’IGF-1 et le VEGF. Leur objectif, c’est de garder en bonne santé les nerfs et de les garder branchés dans les muscles. Apparemment, il est extrêmement difficile à livrer en toute sécurité ces substances protectives à l’endroit correct, au temps correct et dans la dose correcte. De plus, les scientifiques restent incertains quant au meilleur choix des neurotrophines pour des patients, afin de protéger leur nerfs moteurs contre la poursuite de la détérioration.

Il y a des études qui suggèrent que l’entraînement aérobie modérée, comme faire du vélo stationnaire ou courir sur un tapis roulante, pourrait aider à maintenir des muscles et des nerfs plus longtemps en bonne santé. Cette aide se passe par des niveaux augmentés de bon nombre de ces substances protectives dans le cerveau et dans la moelle épinière.

De plus, un entraînement modérée pourrait même aider à lutter contre la maladie. Ce combat pourrait se produire par la stimulation des fournitures d’énergie, par l’élimination les protéines endommagés et par la réduction d’inflammation.

Néanmoins, les neurologistes demeurent réticents à recommander des routines d’exercices spécifiques à leurs patients. Selon les experts, il n’y a franchement pas assez de preuves cliniques qui indiquent les routines sans risques et qui offrent le maximum d’avantages aux patients. De nouvelles expériences cliniques promettent changer ce fait en ajoutant l’entraînement des patients atteints de la SLA au test.

Cours, souris, cours ! 
S’entraîner assure de maintenir votre cœur en bonne santé et de maintenir votre esprit en alerte. Selon des experts, un court entraînement pourrait être une grande aide pour des personnes qui souffrent de la SLA. Certaines formes de l’entraînement aérobie modérée pourraient aider à garder branché les nerfs dans les muscles et pour les protéger contre la destruction.

D’abord, des chercheurs supposaient que l’entraînement bénéficierait aux patients atteints de de SLA. Ils se sont basés sur une découverte de mi-1990 qu’un court entraînement aérobic augmente le niveau de neurotrophines dans le cerveau. Les neurotrophines sont des substances qui protègent des neurones moteurs et qui suscitent le croissance de nouveaux neurones moteurs. En 1995, une équipe a rapporté que le niveau de BDNF dans le cerveau des rats, qui ont couru pendant une semaine, a plus que doublé. Cette équipe est dirigée par Carl Cotman, un PhD à l’université de Californie à Irvine. En 2000 et en 2001, une autre équipe a rapporté que les niveaux augmentés des neurotrophines IGF-1, grâce à l’entraînement aérobie modérée, a aidé de protéger le cerveau des rats avec une blessure ou avec une maladie neurodégénérative. C’est une équipe qui vient de l’Institut Cajal à Madrid. 

Ensuite, des scientifiques ont découvert que l’entraînement aérobie modérée augmente le niveau de certaines neurotrophines, aussi chez les personnes qui souffre d’une sclérose multiple ou d’une lésion médullaire. 

Encouragés par la capacité d’un court entraînement aérobie qui stimule des mécanismes protégeant les neurones, des chercheurs ont analysé des souris SLA au début des années 2000 afin de déterminer si telles routines aideraient à ralentir la maladie. En 2003 et en 2005, des scientifiques ont constaté que la course à pied augmente modérément la durée de vie des souris SLA. De plus, des scientifiques de l’Université de Paris Descartes ont trouvé en 2009 que la natation retarde considérablement l’apparition clinique. Ils ont aussi trouvé que la natation diminue de près de 50 % des pertes des neurones moteurs dans la moelle épinière des souris SLA. 

Le pouvoir de l’entraînement
Cependant, des scientifiques soupçonnent que l’entraînement aérobie modérée pourrait avoir le potentiel de faire plus afin de garder en bonne santé les nerfs moteurs des patients atteints de la SLA. L’entraînement peut aider à maintenir le pouvoir des nerfs moteurs en stimulant les niveaux d’oligodendrocytes. Des cellules critiques dans le cerveau et dans la moelle épinière, qui sont supposées de prévoir partiellement des ingrédients essentiellement énergiques aux mitochondries, doivent laisser circuler l’énergie dans des axones distaux et des terminaux nerveux.

Déclaré en 2011, des scientifiques de l’Université de Californie à Los Angeles ont trouvé que le niveau de certaines oligodendrocytes précurseurs des souris, qui fréquentaient la roue libre pendant une semaine, a été plus que doublé dans la moelle épinière. Les oligodendrocytes précurseurs sont nommés des cellules NG2+. En 2009, des scientifiques de l’Université de Paris Descartes ont constaté que les souris SLA qui nageaient régulièrement ont presque complétement maintenu leur niveau de santé et leur niveau d’oligodendrocytes. Les souris SLA qui ne bougeaient pas, ont presque perdu un tiers de leur population oligodendrocyte. 

En outre, l’entraînement pourrait surveiller l’inflammation neuronique. Des chercheurs de l’Université de Paris Descartes ont rapporté en 2009 que nager régulièrement diminue le niveau des astrocytes actifs des souris SLA jusqu’à presque le niveau des astrocytes des souris sains. Selon les scientifiques, la natation réduit aussi le niveau de cytokines dans la moelle épinière, qui est potentiellement néfaste pour l’inflammation. En 2011, des scientifiques de l’Université d’Illinois à Urbana ont déclaré qu’en offrant l’accès à une roue libre, le niveau de microglie (qui produit IGF-1) des souris sains a plus que doublé. Les chercheurs suggèrent que l’entraînement aérobie modérée pourrait évoluer le microglie du mode neurotoxique au mode neuroprotecteur.

« Les effets potentiels d’entraînement sont divers » on cite Nicholas Maragakis MD, un neurologiste de l’école médicale Johns Hopkins School of Medicine. « C’est ce qui rend intéressant l’entraînement. »

De plus, ces avantages potentiels pourraient être la partie émergée de l’iceberg. Selon une étude récente des souris, l’entraînement aérobie modérée pourrait mettre en marche des aspirateurs intracellulaires dans les nerfs moteurs, afin de diminuer l’inflammation. Les phagosomes automatiques, qu’on appelle des mini Hoovers, pourraient aider à limiter le niveau de destruction neuronale en avalant des protéines agrégés et la dysfonctionnement de la mitochondrie, qui augmente en course de la maladie. L’évolution de la maladie se passe par la diminution du niveau des dérivés réactifs de l'oxygène (DRO, en anglais reactive oxygen species, ROS) qui continue à détériorer les nerfs moteurs.

À l’avenir, l’équipe du Baylor College of Medicine espère évaluer si l’autophagie qui induit l’entraînement aiderait à protéger contre la maladie neurodégénérative.

« C’est un fait que l’autophagie est probable un mécanisme qui protège contre ces maladies, » a dit Beth Levine, un médecin-interne du Baylor College of Medicine qui a mené cette étude. « L’augmentation de l’autophagie pourrait être une stratégie pour les traiter. »

Des souris à l’homme
De toute façon, adapter ces entraînements aérobie modérée aux routines spécifiques pour des patients atteints de la SLA est extrêmement stimulant à faire. De plus, l‘implantation de l’entraînement physique dans la pratique routinière reste l’objet de nombreux débats et reste extrêmement controversée.

Quelques neurologistes s’inquiètent que l’entraînement régulier pourrait avancer le progrès de la maladie en augmentant la production des dérivés réactifs de l'oxygène (DRO), en détériorant potentiellement les muscles affaiblis et en augmentant l’inflammation des nerfs connectant.

Mais, un nombre croissant des neurologistes estime que l’inactivité physique exposerait des patients atteints de la SLA à un risque de santé encore plus grand. De plus, l’entraînement modéré apporterait les avantages de l’entraînement tandis que le risque d’aggraver leur condition sera minimalisé.

« Je pense que la mobilité est importante, » déclare Nicholas Maragakis MD, un neurologiste de Johns Hopkins. « Normalement, je leur raconte de s’entraîner tous les deux jours. Mais, je ne voudrais pas qu’ils soient fatigués ou qu’ils aient mal quelque part à cause du régime d’entraînement. »

La plupart des études cliniques des livres qui évaluent les avantages et les risques de l’entraînement, viennent des études qui concernent des autres maladies neuromusculaires. Ce sont en particulier des complications en raison de la polio.

« Il n’y a aucune évidence que l’entraînement peut faire du mal aux patients atteints de la SLA, » déclare Martin Turner MA PhD MRCP, un neurologiste de Oxford University.

Par conséquent, beaucoup de neurologistes se retrouvent dans un Catch 22. L’entraînement pourrait être une aide et pourrait être bien pour le bien-être de leurs patients. Mais, combien d’entraînement suffit ? Quel sorte d’entraînement est conseillée ? 

Même en se basant sur des études existantes de l’entraînement contrôlé, qui sont limitées et exécutées chez moins que 25 patients, des neurologistes ne peuvent pas trouver le genre d’entraînement qui est sûr et qui offre au patient le maximum d’avantages et le minimum de risques.

Luc Dupuis PhD, un neuroscientifique de Strasbourg explique au INSERM : « Il est important qu’on sache quel sorte d’entraînement et quelle durée et intensité sont souhaités afin d’être en protection. »

We can work it out
Au milieu des années 1990, Anabela Pinto MD PhD, une physicienne de l’Université de Lisbon, est devenue frustrée parce qu’elle ne pouvait pas faire plus pour ses patients atteints de la SLA. La ventilation non-invasive apparaît d’étendre la survie, mais cette ventilation n’a pas amélioré la qualité de vie, ni ralenti le processus de la maladie. Dans l’espoir de changer ce fait, Anabela Pinto commençait à introduire l’entraînement dans sa routine quotidienne. 

Reporté en 1999, des physiciens de l’Université de Lisbonne ont fait une expérience avec un groupe de huit personnes atteintes de la SLA. Les chercheurs ont trouvé une diminution considérable qui donnait lieu à une baisse de souffle après une année de réhabilitation (FVC, P < 0.002). Il y avait une vingtaine de personnes atteintes de la SLA qui ont participé l’essai clinique de contrôle.  

La stratégie développée par son équipe de l’hôpital Santa Maria, s’est basée vaguement sur un examen de cardiologie typique du stress. S’entraîner soit avec un ergo cycle, soit avec un tapis roulant, intensifie le débit d’oxygène jusqu’à 60 à 65% (la fréquence cardiaque est environ de 70 à 75%) pendant environ 10 à 20 minutes. C’est une intensité suffisante pour bouger assez les muscles affaiblis sans qu’ils soient surchargés ou endommagés. Propre à un entraînement, c’est qu’il est prévu trois fois par semaine. 

L’idée, c’est de performer régulièrement l’entraînement aérobie modérée pour une brève période. L’équipe espère garder des muscles à contraction rapide essentiels dans le but de maintenir le rythme respiratoire optimal et de stimuler des mouvements rapides mobiles ; des muscles qui sont très vulnérables d’atrophie chez des patients atteints de la SLA.

Dans les années à venir, l’équipe a appliqué un programme d’entraînement supervisé dans leur clinique à Lisbonne. Des systèmes de la ventilation non-invasive et du soutien de poids-corporel sont prévus si les patients en ont besoin.

« Notre pratique actuel, c’est d’inclure l’entraînement dans l’ensemble de l’évolution clinique de la maladie, » a annoncé Pinto.

Selon les premiers résultats de sa dernière étude de l’entraînement, l’équipe de l’Université de Lisbonne a trouvé que les personnes atteintes de la SLA, qui ont suivi ce régime d’entraînement supervisé, montrent des signes remarquables. Il y avait une réduction du déclin fonctionnel (SLA-FRS) et une augmentation de la réhabilitation postérieure de survie (p = 0.04) sur une période d’une année. Il y avait 40 participants. Ces résultats sont communiqués lors de la réunion de SLA/MND en Australie en décembre dernier.

Or, l’équipe de l’hôpital à Santa Maria travaille dur en vue d’adapter ces entraînements pour l’usage domestique. Au même temps, l’équipe adapte ces routines afin d’adapter des personnes atteintes de la SLA qui peuvent avoir des troubles adhérents à tels entraînements réguliers. L’équipe fait ce dernier en raison de combler des déficits de la fonction exécutive, qui toucherait plus de 50% des personnes atteintes de la maladie. 

Pinto ajoute : « Je m’intéresse forte à mettre ce programme d’entraînement à la disposition d’autant de patients que possible. » Le seul problème, c’est que l’unité neuromusculaire de l’hôpital à Santa Maria n’est pas grande. Les routines d’entraînement aérobie de l’équipe ne sont que testées chez quelques personnes atteintes de la SLA. Selon des experts, on a besoin des études plus détailles pour intégrer des entraînements spécifiquement thérapeutiques dans la pratique routinière.

Maintenant, un groupe des neurologistes est monté au créneau en lançant un essai clinique en vue d’évaluer les avantages de l’entraînement pour ceux qui souffrent de la SLA. Ce groupe est mené par Nicholas Maragakis MD, un neurologiste de l’école médicale Johns Hopkins School of Medicine. L’essai clinique, qui aura lieu en six mois dans les four centers aux États-Unis, mettra un test aux trois formes de l’entraînement modéré chez les personnes atteintes de la SLA. Les trois formes sont la bicyclette stationnaire (l’entraînement aérobie), l’haltérophilie (l’entraînement de résistance) et l’étirement (la qualité des soins). Les patients seront contrôlés sur trois aspects : les améliorations de la force/fatigue des muscles, des signes d’un déclin fonctionnel réduit et la qualité de vie. On attend une participation de 60 personnes chez qui on a constaté la SLA comme possible, probable ou définitive. 

« Le pouvoir d’un essai est d’étudier vraiment la sécurité et la tolérance des entraînements pour les personnes atteintes de la SLA, » explique Nicholas Maragakis MD. « Je pense que cet essai contribuera beaucoup. » 

Cependant, des chercheurs anticipent que l’entraînement, développé par des experts pour des personnes atteintes de la SLA, s’entendra en dehors de l’entraînement de la gym. En comprenant les mécanismes sous-jacents des avantages de ces entraînements, des scientifiques espèrent acquérir de nouvelles perspectives sur des mécanismes sous-jacents de la protection neurologique basée sur l’entraînement. Le but de cette protection est de développer des médicaments plus efficaces qui luttera contre cette maladie. 

Des scientifiques de l’école médicale Johns Hopkins School of Medicine espèrent identifier l’avantage sous-jacent des entraînements qui sont utiles pour l’essai clinique au futur. Grâce à la mesure des niveaux de circulation des neurotrophines et grâce à la possibilité de retrouver les changements dans la composition des fibres musculaires, ces entraînements peuvent être utiles pour des personnes atteintes de la SLA. 

Selon Luc Dupuis PhD et l’université d’Ulm en Allemagne, les résultats pourraient aider des scientifiques à mieux comprendre la lutte contre un des aspects le plus dur de la maladie : la dénervation. Dans ce cas, les nerfs moteurs se détachent des muscles, ce qui mène vers la faiblesse et la paralysie. 

« En faisant des exercices, les jonctions musculaires sont renforcées et stabilisées, » explique Dupuis. « Une stratégie thérapeutique pour traiter la SLA pourrait être dérivée si on comprend entièrement tout ce qui se passe en s’entraînant. » 

 

Traduction : Tits L.

Source : ALS TDI