Sécurité et biodistribution de l'administration intrathécale de cellules souches mésenchymateuses (CSM) et de nanoparticules libérant des neurotrophines dans un modèle porcin de délivrance guidée par le LCR pour la découverte de médicaments contre la sclérose latérale amyotrophique (SLA)

Nouvelles façons d’apporter de l’aide aux nerfs défaillants

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie dévastatrice qui paralyse progressivement en détruisant les cellules nerveuses qui contrôlent le mouvement. Les médicaments actuels ne ralentissent sa progression que modérément. Les scientifiques recherchent des thérapies capables de mieux protéger ces cellules nerveuses vulnérables. Cette étude explore un traitement expérimental en deux volets chez le porc : des cellules réparatrices appelées cellules souches mésenchymateuses et de minuscules particules qui libèrent lentement des protéines nourrissant les nerfs. Le travail ne teste pas si le traitement guérit la SLA, mais pose plutôt une question plus simple et cruciale : cette approche est-elle sûre et où vont les cellules dans l’organisme après leur injection près de la moelle épinière ?

Pourquoi les porcs et le liquide cérébro‑spinal comptent

La plupart des expérimentations sur la SLA commencent chez la souris, mais leur anatomie diffère fortement de la nôtre, en particulier en taille et en organisation du système nerveux. Les porcs, en revanche, ont une colonne vertébrale et un cerveau plus proches de l’échelle humaine, faisant d’eux un important pont entre les études sur rongeurs et les essais chez l’humain. Dans cette étude, douze jeunes porcs mâles ont été répartis en quatre groupes. Certains n’ont reçu qu’une solution saline, d’autres des cellules souches issues du tissu adipeux humain, d’autres encore des cellules souches provenant du tissu gélatineux du cordon ombilical, et un groupe a subi une ponction spinale sans aucune injection. Toutes les injections ont été effectuées dans l’espace rempli de liquide entourant la moelle épinière dans le bas du dos, la même voie que celle parfois utilisée par les médecins pour administrer des médicaments aux patients humains. Par la suite, les porcs ont également reçu des nanoparticules chargées de deux protéines de soutien neuronal.

Petits auxiliaires : cellules souches et particules nourrissant les nerfs

Les cellules souches utilisées ici ne visent pas à se transformer directement en nouvelles cellules nerveuses. Elles agissent plutôt comme de véritables pharmacies mobiles, libérant des substances qui apaisent l’inflammation et soutiennent les neurones survivants. Les nanoparticules transportent deux protéines naturelles, le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) et la neurotrophine‑3 (NT3), qui aident les cellules nerveuses à survivre et à maintenir leurs connexions. Pour empêcher ces protéines fragiles de se dégrader trop rapidement, l’équipe les a enveloppées d’un manteau protecteur d’un polymère courant et biocompatible appelé PEG. Des tests en laboratoire ont montré que ces particules enrobées restaient stables en taille, charge et teneur en protéines pendant près d’un mois, suggérant qu’elles peuvent assurer une libération régulière et douce des protéines utiles plutôt qu’un relargage bref et intense.

Surveiller la sécurité dans le sang et le cerveau

Pour évaluer la sécurité, les chercheurs ont surveillé les porcs pendant trois semaines. Ils ont testé à plusieurs reprises le sang et le liquide cérébro‑spinal, en accordant une attention particulière à la protéine C‑réactive, un marqueur général de l’inflammation. La plupart des numérations sanguines et des paramètres liés aux organes sont restés dans les limites normales ou n’ont montré que des variations brèves et éparses sans lien évident avec le traitement. Un porc du groupe des cellules dérivées du tissu adipeux est décédé durant le réveil de l’anesthésie, mais l’examen approfondi n’a pas retrouvé de lien avec les cellules ou les nanoparticules. Fait intéressant, les taux de protéine C‑réactive avaient tendance à diminuer après l’administration des nanoparticules, en particulier dans les groupes ayant reçu des cellules souches, laissant entendre que l’approche combinée pourrait atténuer l’inflammation plutôt que de la provoquer. Des images par résonance magnétique de la colonne vertébrale réalisées avant, pendant et après les procédures n’ont montré aucun dommage structurel ni changement inquiétant dans aucun groupe.

Où voyagent les cellules transplantées

Une autre question clé était de savoir où se déplacent les cellules souches humaines une fois libérées dans le liquide céphalo‑rachidien. Pour les suivre, les scientifiques ont marqué les cellules avec de minuscules particules de fer qui apparaissent comme des taches sombres sur les images IRM et peuvent être détectées par des colorations tissulaires spécifiques. L’imagerie pendant l’injection a révélé des signaux nets dans le canal rachidien au‑dessus du site d’entrée, confirmant que les cellules avaient bien été déposées dans l’espace liquidien. Des études tissulaires ultérieures ont montré des dépôts de fer autour des surfaces externes de la moelle épinière et du cerveau, notamment à proximité des cavités remplies de liquide, mais pas profondément à l’intérieur du tissu nerveux lui‑même. Ce schéma suggère que les cellules restent dans les espaces baignés par le liquide céphalo‑rachidien et influencent les neurones voisins depuis l’extérieur en libérant des substances utiles, plutôt que de s’enfoncer pour remplacer les cellules endommagées.

Ce que cela signifie pour les futurs traitements de la SLA

Ce travail ne prouve pas que les cellules souches et les nanoparticules libérant des neurotrophines peuvent arrêter la SLA chez les patients. Les porcs étaient sains et l’étude s’est concentrée uniquement sur la sécurité à court terme et sur la destination des cellules et des particules. Néanmoins, les résultats sont encourageants : les injections répétées dans le liquide cérébro‑spinal ont été bien tolérées, les organes vitaux sont restés indemnes, les marqueurs d’inflammation ont eu tendance à baisser après le traitement et les cellules introduites sont restées confinées aux espaces liquidien entourant le cerveau et la moelle épinière. Ensemble, ces résultats constituent une base préliminaire mais importante pour de futurs essais chez des animaux développant véritablement une maladie de type SLA et, éventuellement, pour des études soigneusement conçues chez l’homme. L’approche offre un moyen de baigner les neurones menacés dans un environnement protecteur et soutenu — transformant potentiellement les systèmes de réparation du corps en alliés puissants contre la neurodégénérescence.

Citation: Sinderewicz, E., Dąbkowska, M., Sarnowska, A. et al. Safety and biodistribution of intrathecal administration of mesenchymal stem cells (MSCs) and neurotrophin-releasing nanoparticles in a porcine CSF-guided delivery model for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) drug discovery. Sci Rep 16, 11216 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40196-0

Mots-clés: sclérose latérale amyotrophique, cellules souches mésenchymateuses, neurotrophines, nanoparticules pour la délivrance de médicaments, thérapie intrathécale