Le Fonds Clinatec s’approprie la technologie de la photobiomodulation, une révolution dans le traitement et la prévention des maladies !
Mettre à contribution une communauté scientifique experte, pour trouver de nouvelles approches thérapeutiques et soigner les patient-e-s, c’est la mission que porte le Fonds Clinatec de Grenoble. Dans le cas des maladies redoutables, l’accélérateur de projets s’intéresse particulièrement aux principes physiques de la lumière et son effet sur les cellules, dans un but de prévention et de soin auprès des malades. Focus sur les différentes projets scientifiques en lien avec la photobiomodulation.
Clinatec, une infrastructure de recherche biomédicale innovante
Tout commence avec le professeur Alim-Louis Benabid, neurochirurgien et docteur en physique. Il est l'inventeur d'une des plus grandes avancées dans les pathologies du cerveau : la stimulation cérébrale profonde (DBS pour Deep Brain Stimulation, en anglais), soit l’application d’un courant électrique dans le cerveau pour diminuer les symptômes de la maladie de Parkinson. Au détour d’une rencontre avec le directeur du CEA de Grenoble, Jean Therme, et le président de l'Institut Mérieux, Alain Mérieux, tous les trois rêvent d’un hôpital intégré, adossé au CEA et à l’industrie. Le but étant de réunir, au sein d’un même site, des experts pluridisciplinaires aguerris, des partenaires publics et privés audacieux, pour proposer ensemble de nouvelles approches thérapeutiques au service des patients.
Clinatec est alors créé en 2006. C’est un projet à trois partenaires : le CEA, le CHU Grenoble-Alpes et l'Université Grenoble-Alpes, rejoints en 2014 par le Fonds Clinatec. Aujourd’hui, Clinatec est un projet, un bâtiment hébergé par le CEA et qui abrite une antenne du CHU Grenoble Alpes. On retrouve dans ses locaux :
- un secteur hospitalier incluant des lits patients et une salle de neurochirurgie équipée, uniquement dédiée à la recherche,
- une animalerie,
- une plateforme biologique,
- une plateforme de développement de dispositifs médicaux.
Des médecins, des technologues, des biologistes, des roboticiens et des ingénieurs sont mis à disposition par le CHU Grenoble Alpes, le CEA, l’Université Grenoble Alpes et le Fonds Clinatec, soit 90 personnes au total, pour travailler ensemble et de façon complémentaire, dans un environnement challengeant et propice aux questionnements scientifiques et techniques, dans le but de créer une fertilisation croisée favorable à l’émergence de nouveaux concepts pour traiter les pathologies différemment.
Bâtiment Clinatec ©Pierre Jayet / CEA
Le Fonds Clinatec, un accélérateur de projets à la croisée des mondes médicaux et technologiques
Fondé en 2014, le fonds Clinatec a pour mission de soutenir et développer la recherche (fondamentale, préclinique et clinique) en faveur des malades, en récoltant des fonds privés pour financer les grands projets de Clinatec. En 2019, l’accélérateur de projets devient opérateur de recherche, permettant à la structure de recruter plus facilement des profils scientifiques et techniques pour les projets, et d’avoir un comité scientifique de renommée internationale. Avec particulièrement le Pr. Pierre Magistretti, spécialiste mondial des cellules gliales, et le Pr. John Mitrofanis, chercheur australien spécialisé en neurosciences et en photobiomodulation.
Le Fonds Clinatec est porté par trois mots clés : le patient, l’excellence et l’esprit d’équipe. Désireux d’être au plus proche des patients et patientes le plus rapidement possible, le Fonds investit en premier lieu dans des projets précliniques et cliniques prometteurs, puis dans un second temps dans la compréhension profonde des mécanismes biologiques, soit la recherche fondamentale. Associé à des mécènes privés et en relation avec la structure de valorisation du CEA, le Fonds Clinatec est en capacité de valoriser les innovations sortantes de Clinatec, pour une accessibilité aux malades à court et moyen terme. L’excellence et l’esprit d’équipe animent le personnel scientifique et médical d’horizons géographiques différents et/ou de filières différentes, persuadé que l’innovation naît à la jonction des mondes.
Le principe de photobiomodulation
Le professeur John Mitrofanis a mis en évidence les effets de la lumière infrarouge (ou proche de l’infrarouge) sur les cellules. A la suite de ces travaux, le Fonds Clinatec s’est intéressé aux recherches sur la photobiomodulation et a découvert que la lumière présente un potentiel remarquable :
- activation de la chaîne respiratoire des mitochondries,
- augmentation de la production d'ATP,
- modulation du rapport entre respiration mitochondriale et glycolyse,
- action sur la production des espèces réactives de l’oxygène (les ROS),
- activation de gènes codants de neuroprotection,
- amélioration de la circulation sanguine et des effets cicatrisants et anti-inflammatoires.
En d’autres termes, la photobiomodulation rétablit le métabolisme énergétique des cellules, et contribue à restaurer l'homéostasie entre les cellules avec leur microenvironnement. Elle pourrait permettre aux patients et patientes de se rétablir plus facilement face à certaines maladies, et, pour les personnes en bonne santé, ralentir le vieillissement cérébral.
La longueur d'onde généralement utilisée est 810 nm, en raison de sa capacité de pénétration plus élevée dans les tissus biologiques. Pour développer une photobiomodulation de précision, des recherches au sein de Clinatec consistent à identifier les doses optimales de lumières à administrer en ajustant la longueur d’onde, la durée d'exposition, et d’autres paramètres - afin de répondre aux besoins spécifiques de chaque patient. Pour faire avancer ces recherches, des spécialistes de l’optique du CEA sont mobilisés.
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Laurent Hérault ©Pierre Jayet / Fonds Clinatec
Des résultats encourageants sur la maladie de Parkinson
Contrairement à l’électricité dans la stimulation cérébrale profonde (DBS) qui n’agit que sur les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson, l’application d’une lumière infrarouge pourrait préserver les neurones affectés, et arrêter leur dégénérescence et leur mort. Pour ce faire, l’équipe de Clinatec en charge du projet NIR Parkinson a pour objectif d’amener la lumière infrarouge au cœur du cerveau, près du noyau subthalamique où les neurones dégénèrent. Les études précliniques ont été réalisées sur des murins et des primates. Les résultats précliniques de ces études ont démontré un effet thérapeutique positif sur le développement de la maladie.
Suite à ces résultats prometteurs, Clinatec est passé en phase d’essai clinique, co-financé par Boston Scientific, un groupe américain notamment fournisseur d’électrodes de stimulation cérébrale profonde. Cet essai inclut 14 patients et patientes, dont 7 opérés par le dispositif invasif. Les 7 autres représentent les témoins. Le professeur Stéphan Chabardès, pilote de l’essai, a rendu publics le 25 janvier 2025 des résultats préliminaires. Sur les 3 premiers patients opérés, la photobiomodulation stabilise l’évolution de la maladie, tout en améliorant les fonctions motrices du patient, en raison d’une restauration de la fonction dopaminergique, en charge de la coordination des mouvements.
Un autre projet mené par Clinatec en lien avec la maladie de Parkinson se situe en amont de celle-ci, soit au niveau de la prévention. Des études scientifiques ont montré que cette maladie neurodégénérative prendrait naissance dans le microbiote intestinal, avant de remonter par le nerf vague pour atteindre le cerveau. L’équipe imagine alors traiter le problème à la source. En étude préclinique sur modèle animal, une ceinture abdominale non invasive est en cours de développement afin de photobiomoduler l’intestin. Les selles seront ensuite prélevées et analysées par des techniques de métaprotéomique, en partenariat avec le CEA, pour observer l’évolution du microbiote intestinal. Avec cette étude, Clinatec souhaite démontrer un effet de la lumière pour retarder ou éviter l’apparition de la maladie de Parkinson.
D’autres études prometteuses en cours
Des dispositifs médicaux non-invasifs par stimulation lumineuse transcrânienne, en forme de bonnet, sont mis au point pour être utilisés sur la maladie d'Alzheimer. Un essai clinique en cours, comportant 60 sujets sains, vise à démontrer dans un premier temps que l'application de lumière infrarouge de manière transcrânienne modifie l'activité cérébrale. Pour ce faire, des IRMs fonctionnelles du cerveau sont réalisées avant et après photobiomodulation durant la réalisation d’une tâche ou au repos. Des résultats préliminaires confirment l’impact de la photobiomodulation transcrânienne sur l’activité cérébrale.
La maladie à corps de Lewy est une maladie qui partage des caractéristiques avec les maladies d'Alzheimer et de Parkinson. Ainsi, en collaboration avec les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, un essai clinique est en cours de préparation pour utiliser ce dispositif de photobiomodulation pour observer un effet thérapeutique positif potentiel.
Avec le CHU Grenoble Alpes et aux Hospices Civils de Lyon, la photobiomodulation est testée sur un autre spectre de la médecine : les traumatismes crâniens, le but étant d’appliquer de la lumière sur le cerveau pour essayer d'améliorer le rétablissement du patient. Des essais cliniques sont en préparation pour traiter des patients victimes de traumatismes sévères, modérés et légers.
Enfin, toujours en collaboration avec le CHU Grenoble Alpes, un autre dispositif médical non-invasif est testé sur les maladies cardiovasculaires, en particulier pour améliorer la récupération après un infarctus du myocarde. L’équipe dédiée développe un gilet, compatible avec les équipements médicaux, pour être appliqué sur le torse au niveau du cœur, dans le but de limiter la mort des cardiomyocytes et éviter une évolution vers l’insuffisance cardiaque.
La physique au service de la médecine
Au 20ième siècle, la médecine a été révolutionnée par les techniques d'imagerie, de scanners ou encore d’IRM, venant toutes du domaine de la physique au service du diagnostic. Au 21ième siècle, Laurent Hérault, directeur du fonds Clinatec, est persuadé que « la physique va révolutionner la médecine pour la prévention et le traitement ». Les exemples d’applications cités précédemment montrent que les dispositifs de neuromodulation, en cours et à venir, conjointement aux médicaments, viennent en effet stimuler la résilience et les capacités naturelles endormies de nos cellules.
Pour en savoir plus :
Le Fonds Clinatec
https://fonds-clinatec.fr/
Directeur : Laurent Hérault
Laurent.herault@cea.fr
J S. Lopes
© La Gazette du Laboratoire
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