Une étude pourrait conduire à de nouveaux traitements pour les troubles de la déglutition

L’être humain moyen avale 500 à 700 fois par jour. Imaginez si chacune de ces hirondelles était un combat.

Pour beaucoup de personnes souffrant de troubles de la motilité œsophagienne comme la dysphagie, qui affectent la façon dont les muscles de l’œsophage acheminent les aliments et les liquides vers l’estomac, l’acte de déglutition peut être difficile, voire douloureux. Il peut transformer quelque chose d’aussi simple qu’une gorgée d’eau en une violente quinte de toux.

Provoqués par des affections telles que le reflux gastro-œsophagien (ou RGO), des maladies dégénératives telles que la maladie de Parkinson et même la vieillesse, ces troubles peuvent entraîner des problèmes tels que la déshydratation, la malnutrition, la pneumonie et l’étouffement, et affectent la qualité de vie d’environ la moitié un million d’Américains chaque année et jusqu’à une personne sur cinq âgée de plus de 50 ans.

Les causes de ces conditions ne sont pas bien comprises par la science médicale, mais une étude publiée ce mois-ci dans la revue Rapports de cellule par une équipe de scientifiques du Collège et de l’École supérieure des arts et des sciences de l’Université de Virginie et de l’École de médecine de l’UVA identifie l’empreinte génétique unique des cellules nerveuses qui régissent la fonction motrice de l’œsophage. Selon les scientifiques impliqués, cela ouvre une nouvelle voie d’approche pour le traitement des troubles de la motilité œsophagienne qui pourrait conduire à de nouvelles thérapies et à de nouveaux produits pharmaceutiques, offrant de l’espoir à ceux qui vivent avec les effets débilitants de la dysphagie et d’autres troubles affectant l’œsophage.

L’étude, dirigée par l’étudiante au doctorat Tatiana Coverdell, a commencé comme une tentative d’identifier les voies neuronales du cerveau qui contrôlent la fréquence cardiaque. Le corps humain contient un ensemble complexe de voies neuronales qui relient le cerveau à chacun des organes du corps, et la façon dont ces voies sont organisées et fonctionnent n’est toujours pas comprise.

Coverdell et ses co-auteurs – John Campbell, neuroscientifique moléculaire et professeur de biologie à l’université, et Stephen Abbott, professeur de pharmacologie à l’École de médecine de l’UVA – se sont concentrés sur une région du cerveau postérieur dans la partie inférieure du tronc cérébral appelée le noyau ambigu. Des études antérieures ont suggéré que le noyau ambigu est relié par des projections nerveuses au cœur, au larynx, au pharynx (qui transporte l’air, la nourriture et les fluides du nez et de la bouche) et à l’œsophage, contrôlant leur fonctionnement. Dans le processus de recherche d’une voie spécifique vers le cœur, ils ont découvert un sous-type de neurone particulier qui contrôle les axones (ou fibres nerveuses) menant à l’œsophage, qui, lorsqu’il est activé, provoque des contractions œsophagiennes.

« Beaucoup de nos projets commencent par générer une liste de pièces pour une région particulière du cerveau », a déclaré Campbell. « Nous voulons connaître toutes les différentes cellules qui composent cette région et ce qu’elles font, et nous profilons leur expression génique pour les identifier. Pour comprendre cela, nous examinons où chaque type de cellule envoie ses axones, car cela nous indique quel organe il contrôle. C’est ainsi que nous nous sommes retrouvés sur cette route.

Les thérapies actuelles pour les troubles de l’œsophage impliquent la stimulation des nerfs vagaux, le principal système nerveux qui contrôle les fonctions corporelles appelées « repos et digestion » qui ne peuvent pas être contrôlées consciemment. Cependant, cette voie contrôle également un large éventail d’autres fonctions telles que les fonctions cardio-respiratoires et digestives, et ces thérapies peuvent créer une variété d’effets indésirables.

« Le nerf vague est une autoroute d’information entre tous vos organes viscéraux et votre cerveau, et ces axones de neurones moteurs se trouvent à l’intérieur », a déclaré Campbell. « Mais lorsque vous stimulez cela, vous activez tout : toutes ces différentes voies entre le cerveau et les autres organes connectés. Avoir une approche plus ciblée pour affecter uniquement la fonction motrice œsophagienne permettrait à ces thérapies d’être plus précises. »

Campbell et Coverdell ont réalisé que leurs découvertes pourraient avoir des applications cliniques pratiques, et ils ont contacté le neurophysiologiste Stephen Abbott pour les aider à caractériser la fonction des cellules qu’ils ont découvertes.

« La découverte a beaucoup d’importance clinique, car elle nous permet de cibler plus spécifiquement l’œsophage plutôt que de cibler toute la région et d’avoir beaucoup d’effets hors cible », a déclaré Coverdell. « La recherche future peut examiner cela et développer des thérapies plus ciblées pour les troubles de la déglutition. »

« Nous avons maintenant un profil d’expression génique complet pour ces motoneurones oesophagiens », a ajouté Campbell. « Nous connaissons tous les récepteurs qu’ils expriment, tous les neuropeptides et autres signaux qu’ils expriment – n’importe lequel d’entre eux pourrait être une cible pharmacologique dans le traitement du trouble de la motilité œsophagienne. Cela nous donne également accès à l’ensemble des circuits neuronaux qui contrôlent la déglutition. Donc, nous peut travailler à rebours à partir de ces neurones qui contrôlent les contractions de l’œsophage, et cela nous donnera une image complète de la façon dont le programme de déglutition est représenté dans le cerveau. »

Abbott convient que la découverte aura des implications importantes pour le domaine de la médecine, d’autant plus que la population américaine continue de vieillir.

« La capacité d’identifier et d’étudier les cellules nerveuses contrôlant la fonction œsophagienne nous permet d’étudier les problèmes de troubles de la motilité œsophagienne, et nous espérons que cela favorisera l’amélioration des traitements pour ces troubles qui prévalent chez les personnes âgées », a déclaré Abbott. « Nous avons toutes les possibilités devant nous maintenant que nous avons cette information. »

Selon Deborah Roach, présidente du département de biologie du Collège, les résultats sont une preuve importante du rôle que joue la recherche interdisciplinaire dans l’avancement des frontières de la science et de la médecine.

« C’est un merveilleux exemple de la façon dont la collaboration entre la recherche fondamentale effectuée au Département de biologie du Collège des arts et des sciences et la recherche appliquée effectuée à l’École de médecine peut potentiellement conduire à des percées majeures », a-t-elle déclaré.