Démystifier la science Percer la barrière entre sang et cerveau

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Comment la barrière entre le sang et le cerveau est-elle aussi étanche ?

– Laurier Thériault

La barrière entre le sang et le cerveau est étanche parce que les cellules des vaisseaux sanguins sont plus rapprochées dans le cerveau et qu’en plus, il y a… deux autres barrières.

« Dans le cerveau, les cellules endothéliales, qui forment l’intérieur des vaisseaux sanguins, sont tellement rapprochées que seules des molécules de moins de quatre nanomètres peuvent passer », explique Roberto Jose Diaz, neurochirurgien au Centre universitaire de santé McGill. Rappel : un nanomètre équivaut à un millionième de millimètre.

À l’extérieur des vaisseaux sanguins du cerveau, il y a une couche de protéines structurelles similaires à un gel, qui forment une deuxième barrière. Une troisième couche de protection est composée par les astrocytes, des cellules qui constituent la structure du cerveau. « Les astrocytes sont en communication avec les cellules endothéliales pour assurer l’étanchéité de la barrière sang-cerveau (BHE, pour barrière hémato-encéphalique). »

Chimiothérapie

L’étude de la barrière sang-cerveau cherche à comprendre comment les infections peuvent la franchir, mais pas seulement. « On cherche à élargir le nombre de molécules qu’on peut utiliser comme chimiothérapie dans des cas de cancer du cerveau, explique le D^r Diaz. La plupart d’entre elles sont bloquées par la BHE. »

Le D^r Diaz travaille sur une technique d’affaiblissement temporaire de la barrière sang-cerveau. « On utilise des bulles de lipides qui, lorsqu’activées par des ultrasons, élargissent les espaces dans la BHE pour quelques semaines. On peut alors faire passer des molécules de jusqu’à 120 nanomètres. Et la BHE se répare elle-même. On veut éviter des dommages permanents et des saignements. »

Certains cancers du cerveau endommagent la BHE, ce qui permet d’utiliser des médicaments plus gros, jusqu’à 25 nanomètres, particulièrement pour le glioblastome.

Un essai clinique de la technologie de bulles de lipides activées par des ultrasons a actuellement lieu à l’hôpital Sick Kids de Toronto, où le D^r Diaz travaillait auparavant. « C’est l’essai clinique le plus avancé au monde pour l’affaiblissement temporaire de la BHE pour traiter les cancers du cerveau. »

Les recherches sur l’affaiblissement temporaire de la BHE se sont intensifiées depuis une dizaine d’années, selon le D^r Diaz. « Avant, on utilisait une molécule appelée mannitol pour ouvrir la BSC. Mais le quart des patients traités avec le mannitol ont des convulsions [seizure]. »

Virus

D’autres équipes copient une tactique des virus responsables des méningites. « Les virus parviennent à convaincre les cellules endothéliales de les absorber, comme elles absorbent les nutriments », dit le D^r Diaz. Ensuite, les virus sont relâchés de l’autre côté, dans le cerveau.

Les méningites bactériennes ne surviennent qu’avec une pathologie de la BHE, par exemple une blessure. Les bactéries sont de 100 à 1000 fois plus grosses que les virus, qui peuvent être aussi petits que 120 nanomètres.

Une version précédente de cet article comportait une traduction médicale imprécise pour le terme seizure et ne mentionnait pas le terme barrière hémato-encéphalique.

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