Docteur Patrick Gauthier (LNA) - La cicatrice gliale lors de la lésion médullaire (La lettre de l’IRME, n°41, avril 2013)

La cicatrice gliale lors de la lésion médullaire

Par le Docteur Patrick Gauthier
Université Aix-Marseille AMU
Laboratoire de Neurosciences Intégratives et Adaptatives
(LNIA) UMR 7260, Pôle 3C

Publié dans La lettre de l’IRME, n°41, avril 2013

La cicatrice gliale médullaire, un obstacle pour la réparation ?

Les traumatismes de la moelle épinière induisent des lésions souvent irréversibles qui conduisent à des déficits sensori-moteurs graves (paraplégie, hémiplégie, tétraplégie). Le dogme d'un système nerveux central (SNC : cerveau et moelle épinière) incapable de régénération a été remis en cause il y a une trentaine d'années par les travaux du Pr. A. Aguayo (Montréal) montrant que les axones (ou fibres nerveuses) des neurones adultes ont bien une capacité de repousse de leurs prolongements après un traumatisme. Cependant, si elle est possible, une telle régénération (ou repousse) axonale des voies de conduction de la moelle épinière n'est pas spontanée. Ainsi, l'absence de régénération spontanée, et donc de récupération fonctionnelle, n'est pas due à une incapacité intrinsèque des neurones à repousser leurs prolongements axonaux mais à un environnement déjà non favorable dans le cerveau et la moelle épinière adulte.

Après un traumatisme, de la moelle épinière par exemple, cet environnement devient encore plus « défavorable » par la formation d'une barrière, appelée par les scientifiques « cicatrice gliale », qui semble constituer un obstacle (à la fois physique et chimique) à la repousse et à la réorganisation des connexions nerveuses. Une telle « cicatrice » n'a cependant pas que des aspects négatifs et pourrait aussi agir en circonscrivant la zone lésionnelle et en « protégeant » les parties médullaires restées saines (voir l'article détaillé).

- Un représenté symbolique de la cicatrice gliale

Une image symbolique permettant de se représenter la cicatrice gliale dans la moelle épinière, serait de considérer la moelle épinière comme un autoroute à deux sens où un « bouchon » serait provoqué par un accident de circulation dans un sens. Le bouchon provoqué par les voitures accidentées et entrelacées serait ainsi le représenté de la barrière « physique » que constitue la cicatrice gliale médullaire, tandis qu'un incendie éventuel des carburants représenterait l'aspect « barrière chimique » de la cicatrice gliale.

- Distinction entre cicatrice cutanée et cicatrice gliale médullaire

Des confusions à ne pas faire ! De même en ce qui concerne l'appellation « cellules de la moelle » !

Les cellules de la moelle osseuse (tissu situé au centre de certains os et contenant les cellules à l'origine des différents types de cellules du sang : globules blancs, globules rouges et plaquette) n'ont rien à voir avec les cellules de la moelle épinière qui sont, elles, des cellules nerveuses responsables de la transmission d'informations sensitives et motrices. De même, la cicatrice cutanée et la cicatrice gliale médullaire présentent des différences.

La cicatrice cutanée est une cicatrice formée par les «  fibroblastes », qui sont des cellules de la peau qui prolifèrent quand la peau est endommagée (notamment quand l'on se coupe) et qui produisent du collagène et de la fibronectine, deux produits qui forment une cicatrice fibreuse qui est une « barrière physique ». Il faut noter que les fibroblastes sont également présents dans la plupart des membranes, y compris la dure-mère (la membrane dure qui couvre et protège l'extérieur du cordon médullaire ou moelle épinière). Normalement, il y a peu ou pas de fibroblastes dans le cerveau et la moelle épinière. Cependant, lors de lésion « pénétrante » de la moelle épinière (balles, couteaux, ou dommages très graves pouvant déchirer la dure-mère ou le cordon médullaire lui-même) des fibroblastes peuvent ainsi pénétrer dans la moelle épinière et sont alors considérés comme des « corps étrangers » par certaines des cellules gliales, dont les « astrocytes » (les cellules gliales sont des cellules de soutien et d'environnement des cellules nerveuses de la moelle épinière). Les astrocytes sont localisés partout dans le cerveau et la moelle épinière, ils tapissent les vaisseaux sanguins (capillaires) et participent à la formation de ce qui s'appelle la barrière sanguine cérébrale ou barrière hémato-méningée qui permet de contrôler ce qui entre et sort du cerveau et de la moelle épinière.

- La cicatrice médullaire : cicatrice fibreuse et/ou gliale

Quand, lors de lésion « pénétrante », les fibroblastes entrent dans la moelle épinière, les astrocytes traitent ces cellules comme « étrangères » : ils se multiplient autour des fibroblastes et forment une paroi qui constitue une barrière astrocytaire, encore appelée cicatrice gliale ou cicatrice astrocytaire. Dans ce cas de figure, à cette cicatrice gliale astrocytaire peut se surajouter une cicatrice fibreuse due aux fibroblastes pénétrants.

Cependant, la plupart des lésions de la moelle épinière ne sont pas de type « pénétrant » et sont du genre « fermées », notamment lors de fracture de vertèbre spinale où l'os fait pression sur le cordon médullaire. Quand le cordon médullaire est blessé avec une compression ou une contusion (ou les deux), les vaisseaux sanguins dans le cordon médullaire sont également endommagés avec pour conséquence un saignement. Ces lésions mobilisent ainsi les astrocytes et ces derniers forment rapidement une paroi sur tous les vaisseaux sanguins endommagés en reformant la barrière sanguine cérébrale. Lorsque beaucoup d'astrocytes entourent de telles lésions, les scientifiques parlent ainsi de cicatrice gliale astrocytaire (ou gliosis). Ainsi, dans ce cas de figure, la présence d'une cicatrice « fibreuse » (d'origine fibroblastique) semble très limitée au sein de la moelle épinière lésée et seule la cicatrice gliale astrocytaire prédomine.

Ainsi, la nature de la cicatrice gliale semble dépendante du type lésionnel traumatique.

- La cicatrice gliale et la recherche scientifique

La majorité des scientifiques travaillant sur les lésions de la moelle épinière induisent des lésions endommageant le cordon médullaire en le coupant avec un scalpel (lésion par section). Lors de telles lésions, une cicatrice fibreuse (fibroblastique) se forme. En outre, lorsque la réparation de la dure-mère n'est pas effectuée, ce qui est souvent le cas lors de lésion expérimentale, ceci permet à davantage de fibroblastes d'envahir l'emplacement des lésions et concourt à la formation d'un vrai tissu « cicatriciel » au niveau de la moelle lésée. Cependant, la majorité des lésions médullaires humaines sont de type compression-contusion, sans qu'il y ait nécessairement un traumatisme de type « pénétrant ». Dans ces cas là, seule une cicatrice gliale« astrocytaire » est présente. Les scientifiques ont bien observé que les fibres nerveuses repoussent vers l'emplacement des lésions mais s'arrêtent au niveau de la « cicatrice » gliale. En fait, cet arrêt de repousse serait principalement dû, non pas à l'aspect « barrière physique » de la cicatrice gliale, mais à l'aspect « barrière chimique ». En effet, les astrocytes « activés » lors de la lésion sécrètent un produit chimique (la chondroitin-6-sulfate protéoglycane ou CSPG) qui est délétère pour la repousse axonale ; d'ailleurs, l'utilisation d'une enzyme bactérienne spécifique (chondroitinase ABC) qui décompose le CSPG permet d'obtenir une certaine repousse axonale à travers les cicatrices gliales.

En fait la cicatrice gliale ne semble pas être l'obstacle primaire le plus important au défaut de régénération dans la moelle épinière adulte, car d'autres facteurs interviennent, entre autres :

• la présence d'inhibiteurs de croissance (CSPGn Nogo) au sein de la moelle épinière (la protéine Nogo est sécrétée par les oligodendrocytes, cellules gliales entourant les axones spinaux),

• l'absence de guides de croissance pour aider la progression des axones au sein du tissu spinal et

• l'extension de la lésion primaire en lésions secondaires. Ce dernier facteur vient d'ailleurs d'être récemment confirmé chez le primate non humain[1] (macaque) par une équipe de recherche lors de lésion expérimentale thoracique (hémisection latérale). Les chercheurs soulignent des différences notables avec ce qui est généralement observé chez les rongeurs (modèle animal le plus courant) et indiquent que de façon surprenante, même des régions situées dans des parties saines de l'autre côté de la moelle épinière et donc primitivement épargnées (zones contralatérales au siège de la lésion), peuvent être le siège de phénomènes lésionnels et inflammatoires (perte axonale, dégénération myélinique, gliose réactive, activation de la microglie et des macrophages). Ces résultats montrent que même ce qui est considéré comme du tissu spinal épargné, peut être le siège, à long terme, de lésions secondaires tardives, insoupçonnées jusqu'alors. De telles lésions constituent ainsi de nouvelles cibles potentielles pour des interventions thérapeutiques.

Pour plus de détails sur la cicatrice gliale, voir l'article scientifique.

Patrick Gauthier, La lettre de l’IRME, n°41, avril 2013

Université Aix-Marseille AMU, Laboratoire de Neurosciences Intégratives et Adaptatives (LNIA) UMR 7260, Pôle 3C

 

Définition :

Astrocyte : Les astrocytes sont des cellules gliales du système nerveux central. Elles ont généralement une forme étoilée, d'où provient leur étymologie. Elles assurent une diversité de fonctions importantes, centrée sur le support et la protection des neurones. Ces cellules participent au maintien de la barrière hémato-encéphalique, régulent le flux sanguin, assurent l'approvisionnement en nutriments et

le métabolisme énergétique du système nerveux, participent à la neurotransmission et maintiennent la balance ionique du milieu extracellulaire. Les astrocytes jouent également un rôle dans la défense immunitaire, la réparation et la cicatrisation du cerveau ou de la moelle épinière après une lésion.