HIE – Thérapie par cellules souches et exosomes à Istanbul : perspectives du Prof. Dr Serdar Kabataş, MD, PhD(C)

Quand le cerveau manque d’oxygène : comprendre l’encéphalopathie hypoxique-ischémique (EHI) et comment les cellules souches et les exosomes pourraient changer l’avenir

HIE (encéphalopathie hypoxique-ischémique) : causes, soins et cellules souches

Par le Prof. Dr Serdar Kabataş, MD, PhD (C)

Une perspective personnelle

Je suis le professeur Serdar Kabataş, neurochirurgien, et j’ai passé plus de vingt ans à soigner des patients atteints de maladies graves du système nerveux central et périphérique (lésions cérébrales, médullaires et nerveuses périphériques, tumeurs, anévrismes, etc.). Au cours de cette période, j’ai pu constater les limites de la médecine traditionnelle, mais aussi comment de nouvelles idées peuvent repousser ces limites.

Ces dernières années, je me suis intéressé aux traitements à base de cellules souches et, plus récemment, aux traitements à base d’exosomes et à leur potentiel pour aider le cerveau à se rétablir après une lésion. L’encéphalopathie hypoxique-ischémique (EHI) est l’une des pathologies les plus difficiles à traiter, mais même de légères améliorations peuvent changer le cours d’une vie.
Les travaux dans ce domaine en sont encore à leurs débuts, mais les possibilités qu’ils offrent méritent d’être explorées et la science progresse.
Ces nouvelles approches sont porteuses d’espoir, non pas sous la forme de remèdes miracles, mais en tant qu’outils permettant au cerveau de se rétablir d’une manière que nous pensions autrefois impossible.

Comprendre l’HIE : quand le cerveau souffre en silence

Quand le cerveau manque d’air – Un silence soudain dans la ville du cerveau :
Imaginez votre cerveau comme une grande ville. Des milliards de minuscules « lumières » – vos neurones – envoient des messages dans des rues complexes, permettant à votre cœur de battre, à vos poumons de se remplir, à vos bras de bouger et à vos pensées de circuler. La ville fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sans interruption.

Imaginez maintenant qu’en un instant, le courant soit coupé. L’oxygène, le carburant, est coupé. La circulation sanguine, le réseau de distribution, s’arrête. Au début, certains systèmes parviennent à fonctionner grâce à leurs réserves. Mais au fil des minutes, les lumières clignotent puis s’éteignent. Lorsque le courant revient enfin, certaines parties de la ville ne fonctionnent plus comme avant. Certains bâtiments sont endommagés. Certaines routes sont bloquées à jamais.

C’est ce qui se produit dans le cas d’une encéphalopathie hypoxique-ischémique, ou EHI. Il ne s’agit pas seulement d’un événement, mais d’un tournant décisif.

Qu’est-ce que le HIE, en réalité ?

Le terme se décompose en trois parties :

1. Hypoxique – apport insuffisant d’oxygène au cerveau.
2. Ischémique – réduction ou blocage du flux sanguin vers le cerveau.
3. Encéphalopathie – terme général désignant une lésion ou une maladie affectant le cerveau.

L’HIE n’est pas une maladie à proprement parler. Il s’agit d’une lésion résultant d’un autre problème. Chez les nouveau-nés, elle peut survenir pendant la grossesse ou l’accouchement. Chez les enfants plus âgés ou les adultes, elle peut faire suite à un arrêt cardiaque, un traumatisme grave, une noyade ou toute autre situation critique entraînant un manque d’oxygène au niveau du cerveau.

Lorsque l’apport en oxygène et le flux sanguin diminuent, les cellules cérébrales commencent à mal fonctionner. Certaines meurent en quelques minutes. D’autres entrent dans un état de stress, vulnérables à d’autres dommages. Le corps tente de se protéger, mais ces réactions causent parfois plus de dégâts : l’inflammation augmente et la réponse immunitaire du cerveau peut détruire les tissus sains en même temps que les cellules endommagées.

La réaction en chaîne à l’intérieur du cerveau

• Poussées inflammatoires – la réponse immunitaire du cerveau peut détruire les tissus sains en même temps que les cellules endommagées.
• Accumulation de toxines – les déchets produits par les cellules en difficulté peuvent empoisonner l’environnement.
• La barrière hémato-encéphalique s’affaiblit : des substances nocives peuvent s’infiltrer dans des zones normalement protégées.
• Vagues secondaires de lésions – quelques heures, voire quelques jours plus tard, de nouvelles lésions peuvent apparaître.

Cette réaction en chaîne explique pourquoi la rapidité est importante dans le traitement, mais aussi pourquoi le rétablissement est si difficile une fois que la blessure initiale est faite.

L’HIE peut toucher les nouveau-nés et les adultes.

Nouveau-nés

• Problèmes liés au placenta (apport insuffisant en oxygène avant la naissance)
• Accidents liés au cordon ombilical
• Accouchement très long ou très difficile
• Hémorragie ou infection maternelle grave

Enfants et adultes

• Arrêt cardiaque (arrêt soudain du cœur)
• Quasi-noyade
• Étouffement ou suffocation
• Traumatisme crânien grave
• Perte sanguine importante
• Accident vasculaire cérébral ou obstruction des vaisseaux sanguins

Chaque cas est différent, mais l’issue dépend de la durée du manque d’oxygène et de la rapidité avec laquelle les soins ont été prodigués.

La vie après une IEC : à quoi ressemble le traitement aujourd’hui ?

Une fois la crise immédiate passée, le traitement se déroule en deux phases.

Soins intensifs

• Restaurer l’oxygénation et la circulation sanguine
• Contrôle des crises et des gonflements
• Thérapie par refroidissement (chez les nouveau-nés), qui réduit la température cérébrale afin de ralentir les lésions.

Réadaptation à long terme

La guérison ici est une routine, pas une procédure unique.

• Physiothérapie pour retrouver force, équilibre et coordination
• Ergothérapie pour les tâches quotidiennes telles que s’habiller, manger et utiliser des technologies
• Orthophonie pour améliorer la communication et la déglutition
• Le soutien médicamenteux permet de contrôler les symptômes (en atténuant la spasticité et en prévenant les crises), ce qui facilite la pratique.

Certains patients retrouvent une grande partie de leur indépendance. D’autres restent très dépendants des soignants. Il est important de noter qu’aucune de ces thérapies ne répare les lésions cérébrales, elles aident simplement les patients à compenser leurs pertes.

L’espoir d’une amélioration : comment la thérapie par cellules souches et exosomes peut aider dans le cas d’une HIE

Thérapie à base de cellules souches pour l’EHI

Depuis des décennies, les scientifiques sont fascinés par les cellules souches, véritables architectes du corps humain. Elles peuvent se développer en de nombreux types de cellules différents et libérer de puissants signaux biochimiques qui guident la réparation.

Dans le cas d’une lésion cérébrale telle que l’EHI, les cellules souches pourraient :

• Calmer l’inflammation, réduire les dommages supplémentaires
• Protéger les neurones endommagés mais encore vivants
• Favoriser la croissance des vaisseaux sanguins pour nourrir les tissus en difficulté
• Libérer des facteurs de croissance qui aident les cellules cérébrales à se reconnecter

L’objectif de la thérapie par cellules souches n’est pas de « remplacer » les neurones perdus. Il s’agit plutôt de soutenir les mécanismes naturels de guérison du cerveau, afin de créer les conditions propices à la neuroplasticité et à la récupération fonctionnelle.

Pourquoi les cellules souches de la gelée de Wharton sont-elles si spéciales ?

Une source particulièrement précieuse de cellules souches est la gelée de Wharton, le tissu mou et protecteur qui se trouve à l’intérieur du cordon ombilical. Ce matériau contient une forte concentration de cellules souches mésenchymateuses (CSM), qui offrent plusieurs avantages importants :

• Collecté de manière éthique – obtenu à partir de cordons ombilicaux donnés après des naissances sans complication.
• Sans implication d’embryons – contourner les problèmes éthiques
• Risque naturellement faible de rejet immunitaire
• Haute activité – ils libèrent en abondance des facteurs anti-inflammatoires et réparateurs des tissus.

Les cellules souches peuvent-elles réparer un cerveau endommagé ?

C’est l’une des questions les plus courantes – et les plus importantes – que se posent les familles.

La réponse courte : pas en remplaçant les tissus cérébraux perdus comme la plupart des gens l’imaginent.

À l’heure actuelle, les cellules souches ne peuvent pas reconstruire l’ensemble des réseaux neuronaux avec le même câblage qu’avant la lésion. Le cerveau est beaucoup trop complexe pour permettre un « échange de pièces ».
Au lieu de cela, d’après les recherches actuelles, elles peuvent aider le cerveau à s’aider lui-même.

Thérapie par exosomes pour l’HIE

Les exosomes sont également appelés les puissants messagers des cellules souches.

Au fil du temps, les chercheurs ont fait une découverte inattendue. Il s’avère que les cellules souches pourraient ne pas aider le corps à guérir simplement en se transformant en nouvelles cellules, comme beaucoup le pensaient autrefois. Au contraire, une grande partie de leur pouvoir semble provenir de la façon dont elles « communiquent » avec d’autres cellules, en envoyant de minuscules messagers appelés exosomes.

Que sont les exosomes ?

Les exosomes sont des vésicules de taille nanométrique. On peut les considérer comme des « camions de livraison » microscopiques chargés de :

• Protéines
• MicroARN
• Lipides
• Molécules de signalisation

Ces contenus peuvent influencer d’autres cellules, leur indiquant de réduire l’inflammation, de résister aux blessures, de développer de nouveaux vaisseaux sanguins ou de former de nouvelles connexions synaptiques.

Pourquoi les exosomes sont-ils si passionnants ?

• Ils sont exempts de cellules, ce qui réduit les risques pour la sécurité tels que la croissance tumorale.
• Ils peuvent être purifiés, stockés et standardisés.
• Ils peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique
• Ils peuvent être administrés par voie intraveineuse, intrathécale (dans le liquide céphalo-rachidien) ou intramusculaire.

La thérapie par exosomes en est encore à ses débuts, mais elle promet d’être précise, sûre et évolutive.

Où en est la recherche sur les exosomes ?

Bien que les essais cliniques sur l’homme soient encore en cours de développement, les premières études sur les animaux suggèrent que les exosomes peuvent :

• Réduire la neuroinflammation
• Empêcher le retard de la mort cellulaire
• Favoriser la régénération des tissus
• Améliorer la récupération fonctionnelle

Ils pourraient bientôt être testés en tant que traitement autonome – ou en association avec des cellules souches – afin d’améliorer les résultats chez les patients atteints de lésions cérébrales.

Ce que nous avons vu jusqu’à présent : des histoires vraies, des personnes réelles

Les chiffres issus des premières études donnent une partie du tableau, mais ce sont les vies réelles qui complètent le reste. Jetez un œil à ces cas tirés de mes études :

Témoignage d’un patient : de l’insuffisance cardiaque à la marche

Le cœur d’un adolescent de seize ans s’est arrêté, et il a fallu environ quarante-cinq minutes de réanimation cardio-pulmonaire pour le ramener à la vie. Le manque d’oxygène lui a causé de graves lésions cérébrales : ses muscles étaient raides, ses bras et ses jambes étaient faibles, et il avait besoin d’un tube dans la trachée pour l’aider à respirer.

Quatre mois plus tard, les médecins ont commencé un traitement à base de cellules souches provenant de tissu ombilical donné, administrées de trois manières différentes au cours de plusieurs séances, tandis qu’il poursuivait une rééducation intensive. Au début, il n’a ressenti qu’une légère fièvre et quelques douleurs musculaires, qui ont rapidement disparu. Au cours des mois qui ont suivi, il a commencé à surprendre tout le monde, d’abord en s’asseyant de manière plus stable, puis en faisant quelques pas avec un soutien, et plus tard en réussissant à s’habiller et à se nourrir à nouveau tout seul. À la fin de l’année, ses scanners ne montraient aucun signe de lésion et il avait presque entièrement retrouvé ses forces.

Lire l’étude complète ici :
Transplantation de cellules souches mésenchymateuses dérivées de la gelée de Wharton chez un patient atteint d’encéphalopathie hypoxique-ischémique : une étude pilote
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30203688/

Aperçu du groupe de patients : cellules souches chez les enfants atteints d’EHI

Six enfants, tous atteints de séquelles graves et durables d’une encéphalopathie hypoxique-ischémique, ont participé à un programme de traitement pilote. En moyenne, leurs lésions cérébrales remontaient à près de deux ans et avaient été causées par une privation d’oxygène prolongée d’environ quarante minutes. Avant le traitement, ils avaient besoin d’aide pour presque tout : leurs scores fonctionnels étaient très faibles, révélant de graves limitations dans leurs mouvements et leur autonomie quotidienne.

Les médecins ont utilisé des cellules souches provenant de tissu ombilical donné (gelée de Wharton), qu’ils ont administrées par trois voies différentes au cours de plusieurs séances réparties sur deux mois, parallèlement à des soins et à une rééducation continus. Hormis des effets de courte durée tels qu’une légère fièvre, des maux de tête ou des douleurs musculaires, le traitement n’a causé aucun problème.

Au cours des mois qui ont suivi, de petits changements ont commencé à s’accumuler. Certains enfants pouvaient bouger plus librement, d’autres réussissaient à accomplir des tâches quotidiennes qui leur étaient auparavant impossibles, et la raideur de leurs muscles commençait à s’atténuer. À la fin de l’année, quelques-uns faisaient des choses que leurs familles ne s’attendaient plus à voir : manger seuls, faire quelques pas ou jouer plus activement.

Lire l’étude complète ici :
Faisabilité de l’utilisation de cellules souches mésenchymateuses allogéniques dans le traitement de l’encéphalopathie hypoxique-ischémique pédiatrique : étude de phase I
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34136076/

Aperçu du groupe de patients : adultes atteints d’HIE

Huit hommes et femmes, pour la plupart âgés d’une trentaine d’années, vivaient depuis des années avec les séquelles d’une grave lésion cérébrale. Pour beaucoup, tout a commencé lorsque leur cœur s’est arrêté ou qu’ils ont subi une autre crise qui a privé leur cerveau d’oxygène pendant près de trois quarts d’heure. Avant la thérapie par cellules souches, ils dépendaient fortement des autres : marcher leur était difficile, voire impossible, et les tâches quotidiennes telles que s’habiller ou manger seuls leur étaient inaccessibles.

Le traitement a utilisé des cellules souches provenant de tissu ombilical donné, administrées de trois façons différentes au cours d’une période de deux mois. La rééducation s’est poursuivie en parallèle. Les seuls effets secondaires ont été brefs et légers : une légère fièvre, des maux de tête ou des douleurs musculaires pendant environ une journée.

Au cours de l’année suivante, la différence était notable. Certains ont commencé à se déplacer plus librement, d’autres pouvaient gérer certains aspects de leur vie quotidienne sans aide et leurs tensions musculaires se sont atténuées. À la fin, quelques patients faisaient beaucoup plus par eux-mêmes que ce que tout le monde avait prévu au début.

Lire l’étude complète ici :
Étude de phase I sur la sécurité et l’efficacité préliminaire des cellules souches mésenchymateuses allogéniques dans l’encéphalopathie hypoxique-ischémique
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33821203/

Cette série d’expériences ne prouve pas que les cellules souches fonctionneront pour toutes les personnes atteintes d’EHI – des essais contrôlés à plus grande échelle sont encore nécessaires pour cela. Mais elles montrent ce qui est possible et donnent un visage humain à ce qui est souvent décrit uniquement à l’aide de chiffres et de graphiques.

Ce que l’avenir pourrait nous réserver

• Thérapie à base de cellules souches et d’exosomes à administrer rapidement après la blessure, parallèlement à la rééducation
• Standardisé et stocké, prêt à être utilisé en cas d’urgence
• Adapté à l’âge, à la gravité des blessures et aux besoins de chaque patient
• Associé à la neurostimulation ou à la thérapie génique pour des effets synergiques

Mais entre ici et là, il y a beaucoup de science minutieuse : concevoir des essais, recruter suffisamment de patients, normaliser les pratiques de laboratoire et suivre les participants pendant des années afin de garantir à la fois la sécurité et des bénéfices durables.

Une sorte d’espoir ancré dans la réalité

L’HIE est un diagnostic lourd. Il change le cours de la vie d’une personne, et souvent celui de tous ceux qui l’entourent. À l’heure actuelle, le rétablissement repose sur la thérapie, l’adaptation et le soutien. La recherche sur les cellules souches et les exosomes n’est pas une solution miracle, mais elle nous offre un nouvel outil. Bien utilisée, elle peut aider le cerveau lésé à se rétablir d’une manière que les traitements actuels ne permettent pas. Nous devons aller de l’avant, avec prudence, en menant des essais rigoureux, en effectuant des contrôles de sécurité stricts et en communiquant clairement sur ce que nous savons et ce que nous ignorons. Les résultats que nous avons observés jusqu’à présent, même les plus petits signes de récupération fonctionnelle, suffisent à justifier un espoir fondé sur des preuves.

Restez informé

En tant que clinicien et chercheur, je pense qu’il est de notre responsabilité d’informer le public, non pas en faisant du battage médiatique, mais en fournissant des informations claires et factuelles. L’histoire de l’échange d’informations sur la santé (HIE) est encore en cours d’écriture, et la médecine régénérative pourrait bientôt jouer un rôle déterminant dans les prochains chapitres.

À propos de l’auteur

Prof. Dr Serdar Kabataş
Neurochirurgien | Chercheur et spécialiste en cellules souches
Chef du département de neurochirurgie | Doctorat (C) en cellules souches et immunologie

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