L’infranchissable barrière hémato-encéphalique

Réussir à atteindre le cerveau avec des médicaments: voici un défi que les chercheurs peinent à relever.

Le cerveau est une forteresse bien gardée. Ses remparts sont invisibles mais implacables : il s’agit d’une couche de cellules tissées serrées qui tapisse l’intérieur de tous les vaisseaux du cerveau.

Ces cellules constituent la fameuse barrière hémato-encéphalique, qui tient plus du revêtement étanche que du mur de béton. Hormis les nutriments essentiels, cette barrière ne laisse quasiment rien passer – ni virus, ni bactérie, ni polluant, ni… médicament. «À ce jour, 98% des médicaments sont arrêtés par la barrière hémato-encéphalique, une sorte de portier qui ne laisse entrer que les VIP », résume Chenghua Gu, professeure de neurobiologie à la Harvard Medical School.

Voilà qui donne du fil à retordre aux chercheurs pour soigner troubles psychiatriques, tumeurs cérébrales, épilepsie et, bien sûr, maladies neurodégénératives. « Notre défi est de trouver des façons d’ouvrir transitoirement des brèches pour faire passer des médicaments, ou au contraire de les colmater si la barrière fuit. On sait que la perte d’étanchéité de la barrière est l’un des premiers signes dans de nombreuses maladies neurodégénératives », indique-t-elle.

Dans une étude publiée en 2019 dans Nature Medicine et menée auprès de 161 personnes âgées, des chercheurs ont ainsi trouvé que les troubles cognitifs précoces étaient associés à une perméabilité des capillaires de l’hippocampe, une région du cerveau impliquée dans la mémoire, apparaissant avant les plaques de tau et d’amyloïde.

Pas si statique

Mais la barrière hémato-encéphalique est loin d’avoir livré tous ses secrets. Elle est difficile à étudier et les expériences menées jusqu’ici, consistant à injecter des molécules repérables dans le sang et à «suivre» leur trajet, auraient pu sous-estimer son dynamisme. C’est ce que pense une équipe de l’Université Stanford, qui vient de mener une étude surprenante chez la souris.

Les chercheurs ont sélectionné des centaines de protéines présentes naturellement dans le sang des animaux. Ils les ont marquées avec des molécules fluorescentes, et ont constaté que 2 à 3% d’entre elles se retrouvaient dans le cerveau, soit beaucoup plus que le chiffre de 0,1% établi par plusieurs études précédentes.

Autre constat, dont ils font état dans la revue Nature: plus les animaux vieillissent, moins leur barrière hémato-encéphalique laisse passer de protéines. Un résultat qui semble contredire la théorie de la plus grande perméabilité due au vieillissement…

Mais les chercheurs proposent une explication: selon eux, chez les jeunes adultes, les protéines traversent la barrière en se liant à des récepteurs sur les cellules des vaisseaux. Ces récepteurs et leur chargement se font «avaler» dans des vésicules et passent de l’autre côté. Chez les animaux âgés, ce mécanisme actif et sélectif est fortement réduit et les brèches «passives» laissent entrer tout et n’importe quoi, mais en moins grande quantité.

Reste à comprendre quelles protéines obtiennent un droit de passage vers le cerveau, et pourquoi. De quoi tenir les chercheurs occupés pendant de nombreuses années!