Maladies et troubles neurologiques

Les maladies et troubles neurologiques affectent le cerveau, la moelle épinière et les nerfs, lesquels forment ensemble un réseau complexe. Ces problèmes de santé sont souvent difficiles à traiter, non seulement en raison des risques que posent les traitements et les interventions chirurgicales, mais aussi parce que, dans certains cas, les causes sous-jacentes sont mal comprises malgré les progrès générés par la recherche médicale. On estime que les troubles neurologiques touchent 10 % de la population canadienne et coûtent chaque année 9 milliards de dollars à l’économie canadienne.

Les chercheurs du Réseau de cellules souches s’efforcent de résoudre ces problèmes en étudiant la biologie neurale et les cellules souches pour mieux comprendre et traiter les affections neurologiques telles que la sclérose en plaques (SEP), la maladie de Parkinson, l’épilepsie, la maladie d’Alzheimer et les accidents vasculaires cérébraux. D’autres travaillent à la création de modèles de tissus de laboratoire qui aideront les équipes de recherche à mieux comprendre les maladies, la dégénérescence et les lésions, et à planifier en conséquence les recherches futures. De 2019 à 2025, le RCS s’est engagé à verser plus de 2 millions de dollars pour financer des recherches et d’essais cliniques pointe sur des troubles neurologiques.

Étude des cellules souches dans des modèles de cerveau de laboratoire pour comprendre la régénération du cerveau

Yun Li, Ph. D., Hospital for Sick Children

Les troubles neurologiques tels que l’épilepsie, l’autisme, la schizophrénie et la maladie d’Alzheimer sont associés à la dégénérescence ou à la perturbation des cellules neuronales du cerveau et de la moelle épinière. À mesure que le cerveau mûrit, sa capacité à générer de nouveaux neurones disparaît, sauf dans une région spécifique du cerveau (appelée niche neurogénique de l’hippocampe, ou NNH). La neurobiologiste Yun Li et ses collaborateurs mettent à profit leur expertise en matière de cellules souches humaines, d’édition génomique et de modèles 3D pour tenter de créer une version de laboratoire de la NNH. La prochaine étape consistera à étudier l’effet de l’épilepsie sur le modèle, ce qui permettra à l’équipe de mieux comprendre comment l’épilepsie affecte les différentes régions du cerveau. Des travaux à venir permettront aux chercheurs d’étudier les effets d’autres troubles et maladies et pourraient déboucher sur de nouveaux traitements pour de nombreuses affections neurologiques.

« Ce projet de recherche vise à créer le premier modèle de laboratoire d’une région spécialisée du cerveau ayant le potentiel de réparer les dommages causés par les troubles et les maladies neurologiques. Notre travail générera une ressource à long terme importante pour l’étude des mécanismes et des stratégies thérapeutiques d’un large gamme d’affections neurologiques. » – Yun Li

Élaboration d’un modèle humain pour comprendre comment les cellules de la barrière cérébrale se développent et tombent malades

Jo Stratton, Ph. D., Université McGill

Les cellules épendymaires sont des cellules qui forment la barrière entre le tissu cérébral et le liquide qui l’entoure. Des recherches récentes ont montré que la dégénérescence des cellules épendymaires contribue à la maladie d’Alzheimer et à la SEP. À ce jour, il n’existe aucune méthode fiable pour générer ces types de cellules souches dans l’environnement d’un laboratoire de recherche, et c’est exactement ce que la neuroscientifique Jo Stratton et son équipe ont entrepris d’accomplir. Mme Stratton cherche à mettre au point de nouvelles méthodes pour cultiver et étudier en laboratoire les cellules épendymaires humaines. Son équipe s’appuiera ensuite sur ce modèle de laboratoire pour mieux comprendre les maladies du cerveau et tester de nouveaux traitements pour la maladie d’Alzheimer et la SEP.

« Grâce au financement du RCS, nous pourrons fournir le tout premier rapport décrivant le développement, à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines, des cellules gliales les moins étudiées dans le cerveau : les cellules épendymaires. Nous utiliserons cette innovation pour répondre à des questions fondamentales sur la biologie des cellules épendymaires de l’humain en développement, à l’âge adulte et malade, ouvrant ainsi la voie à une meilleure compréhension du développement des maladies neurologiques et à la découverte de nouveaux traitements. » – Jo Stratton

Reprogrammation des cellules du cerveau pour traiter la SEP

Maryam Faiz, Ph. D., University of Toronto

Les fibres nerveuses du cerveau et de la moelle épinière sont recouvertes d’une protéine protectrice et d’une substance grasse appelée myéline, qui aide les signaux électriques à se transmettre rapidement le long des cellules nerveuses du corps. Chez les personnes atteintes de certaines maladies comme la sclérose en plaques (SEP), les cellules qui fabriquent la myéline (oligodendrocytes) meurent et d’autres types de cellules s’activent (astrocytes) et aggravent les dommages. La neuroscientifique Maryam Faiz et son équipe travaillent à la mise au point d’une nouvelle façon de transformer les astrocytes en oligodendrocytes. Ce travail aurait pour comme objectif de développer la capacité de reconstruire la couche protectrice de myéline autour du cerveau et de la moelle épinière et de prévenir les effets négatifs de l’activation des astrocytes. L’équipe prévoit que cette stratégie conduira à de nouveaux traitements pour les maladies neurologiques telles que la SEP.

« Notre travail financé par le Réseau de cellules souches est pertinent pour le traitement de nombreuses maladies neurologiques, car différents types de cellules meurent ou sont activés sous l’effet de différentes maladies. Nous réaliserons des expériences cruciales qui seront importantes pour démontrer la faisabilité et le potentiel thérapeutique de la reprogrammation des cellules du cerveau pour favoriser sa réparation. Cela contribuera à la création d’une nouvelle entreprise dont l’objectif sera de générer de nouvelles thérapies pour réduire l’impact des maladies démyélinisantes. » – Maryam Faiz

Greffe de cellules souches pour aider à réparer le système nerveux endommagé par la SEP

Julien Muffat, Ph. D., Hospital for Sick Children

Le neuroscientifique Julien Muffat travaille à la mise au point de traitements pour la sclérose en plaques, une maladie qui cause des dommages aux cellules appelées oligodendrocytes, ce qui entraîne la perte de la couche protectrice qui enveloppe les cellules nerveuses. M. Muffat a identifié des cellules immunitaires, les macrophages, qui pourraient contribuer à éliminer les débris dans le cerveau et à favoriser la réparation du cerveau par les oligodendrocytes. Au cours de ses recherches, ces deux types de cellules (les macrophages et les oligodendrocytes) seront greffées dans les régions malades du cerveau. En utilisant un modèle de cerveau de laboratoire, M. Muffat et son équipe étudieront les interactions entre différents types de cellules et testeront cette nouvelle stratégie thérapeutique dans l’espoir de pouvoir mettre au point de nouveaux traitements contre la SEP.

« Si, comme nous le prévoyons, les cellules immunitaires peuvent aider les cellules de la gaine à rétablir l’intégrité des neurones, cela permettra rapidement de développer des applications cliniques, notamment trouver des médicaments qui amélioreront encore ce processus ou utiliser les propres cellules du patient pour restaurer le fonctionnement normal de son cerveau. Nos constatations sont susceptibles de mener directement à des applications allant du criblage des médicaments aux premiers essais cliniques chez l’humain. » – Julien Muffat

Utilisation d’approches à base de cellules souches pour les enfants et les jeunes adultes atteints de SEP

Dre Ann Yeh, Hospital for Sick Children

Dr. Yeh and her team have discovered that a widely used and safe drug called metformin has the potential to prompt stem cells in the brain to make new oligodendrocytes, a cell type that can help repair the damage from diseases such as multiple sclerosis. Dr. Ann Yeh has brought together co-investigators from across the country in this collaborative project and the team will work together to test metformin in pre-clinical models of multiple sclerosis. The team hopes to carry forward the most promising treatment into a Phase I clinical trial in children and young adults with MS, where early intervention has the highest potential for impact.

“Our SCN-funded research project will establish whether treatment with metformin is a valid approach for brain regeneration and may lead to a future clinical therapy for demyelinating disorders such as multiple sclerosis.”   – Dr. Ann Yeh

Thérapie génique pour les troubles du développement neurologique

Karun Singh, Ph. D., University Health Network

Les recherches du professeur Karun Singh portent sur les troubles neurologiques associés à des segments manquants de l’ADN, notamment l’épilepsie, la schizophrénie, les troubles du spectre de l’autisme et d’autres troubles du développement neurologique (TDN). L’équipe de M. Singh cherche à mettre au point une thérapie génique novatrice qui pourrait permettre de réparer l’ADN déficient ou endommagé. Un modèle de cerveau de laboratoire sera utilisé pour étudier les changements génétiques et tester de nouvelles thérapies géniques pour le traitement des TDN.

« Ce projet permettra de tester une thérapie génique pour la régénération des cerveaux atteints de troubles du développement neurologique causés par des délétions génétiques, et ouvrira la voie à la restauration des connexions neuronales endommagées par d’autres troubles du développement du système neuronal. » – Karun Singh

Thérapie efficace de remplacement cellulaire pour la maladie de Parkinson

Martin Lévesque, Ph. D., Université Laval

La maladie de Parkinson, une maladie neurodégénérative chronique et dévastatrice, se caractérise par l’accumulation de protéines toxiques dans le cerveau, qui entraîne l’arrêt du fonctionnement ou la mort des cellules cérébrales. Une thérapie de remplacement cellulaire pourrait être utilisée pour introduire de nouveaux neurones sains dans le cerveau, et c’est là l’objectif de l’équipe de recherche du professeur Lévesque. Mettant à profit son expertise en matière de greffe cellulaire et de maladie de Parkinson, l’équipe de M. Lévesque souhaite aider les neurones sains greffés à survivre en éliminant les protéines toxiques. Elle commencera par tester cette approche sur des modèles de laboratoire. En cas de réussite, cette recherche constituera une étape importante dans l’évolution des traitements de la maladie de Parkinson.

« Si nos résultats sont concluants, nous prévoyons d’entreprendre des essais cliniques. Bien que de multiples étapes doivent être franchies avant d’atteindre cet objectif, nous collaborons déjà avec des cliniciens et des experts internationaux spécialisés dans les essais cliniques liés à la maladie de Parkinson. Nous pensons que notre recherche a de bonnes chances d’aboutir à des applications et qu’elle pourrait grandement contribuer à la mise au point d’une thérapie transformatrice pour les patients souffrant de la maladie de Parkinson au Canada et ailleurs dans le monde. » – Martin Lévesque

Régénération du cerveau après un accident vasculaire cérébral

Molly Shoichet, Ph. D., University of Toronto

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) provoquent une interruption de la circulation sanguine dans le cerveau, ce qui entraîne des dommages fonctionnels dévastateurs. À moins qu’une intervention soit effectuée dans les premières heures d’un AVC, peu d’options de traitement autres que les thérapies de réadaptation s’offrent aux patients. La professeure Molly Shoichet et ses cochercheurs, Cindi Morshead, Ph. D., et le Dr Andras Nagy, cherchent à mettre au point de nouveaux traitements pour les patients victimes d’un AVC, notamment un nouveau médicament visant à décomposer le tissu cicatriciel après un AVC et une thérapie à base de cellules souches ayant pour but de remplacer les cellules neuronales perdues. Le médicament et les cellules souches neuronales sont mélangés à un matériau spécial de type gel avant d’être administrés dans le cerveau. L’équipe testera ces approches dans des modèles de laboratoire et, en cas de réussite, entreprendra des essais cliniques.

« L’accident vasculaire cérébral (AVC) représente la troisième plus grande cause d’invalidité dans le monde et impose un fardeau sanitaire et économique énorme. Aucun traitement actuel ne permet d’inverser les incapacités fonctionnelles des patients victimes d’un AVC. Pour résoudre ce problème complexe de régénération du cerveau, nous avons réuni une équipe d’experts en bio-ingénierie, en biologie des cellules souches neurales et en neurochirurgie de renommée mondiale qui cherchera à élaborer de meilleures stratégies pour traiter les patients victimes d’un AVC. »  – Molly Shoichet