Des chercheurs américains ont développé un implant cérébral révolutionnaire, capable d'être activé sans fil, pour délivrer des médicaments et de la lumière dans le cerveau, et ce sans dommage neuronal.

L'optogénétique est une discipline scientifique relativement nouvelle qui combine optique et génétique. Il s'agit d'intégrer des protéines sensibles à la lumière au sein de tissus ou de cellules spécifiques. Certaines propriétés des cellules ou des structures cellulaires peuvent ainsi être "allumées" ou "éteintes" avec des flashs de lumière, en laissant les cellules voisines intactes. L'un des objectifs principaux est de pouvoir un jour cartographier l’ensemble des réseaux neuronaux.

Des scientifiques de l'Université de Washington et de l'Université de l'Illinois ont mis au point un dispositif qui devrait permettre d'utiliser cette technologie pour des traitements très ciblés. Ils ont plus précisément conçu un implant cérébral "optofluidique" capable à la fois de délivrer des médicaments et d'émettre de la lumière. Les chercheurs sont parvenus à implanter chirurgicalement le dispositif dans le cerveau d'une souris, et à obtenir des résultats très prometteurs en testant des combinaisons de lumière/médicament.

Réalisé grâce à des techniques de nano-fabrication, le dispositif intègre des interfaces micro-optiques et des canaux microfluidiques à l'échelle de la cellule. Il présente ainsi une épaisseur de 80 microns, sur une largeur de 500 microns. Ces dimensions équivalentes à 1/10 de celles d'un cheveu humain, nettement inférieures à celles des tubes métalliques actuels, permettent de pénétrer profondément à l’intérieur du cerveau avec des dommages minimaux. Réaliser avec des matériaux souples, l'implant peut rester en place et fonctionner pendant une longue période sans provoquer d'inflammation ou de dommage neuronal.

Dans l'avenir, il devrait être possible de fabriquer des molécules thérapeutiques activées par la lumière. Un implant de ce type permettrait alors d'injecter un médicament dans une région spécifique du cerveau et de l'activer avec de la lumière selon les besoins. C'est la promesse de thérapies beaucoup plus ciblées, avec moins d'effets secondaires. Un tel dispositif pourrait servir à traiter les troubles neurologiques, comme la dépression ou l'épilepsie. Mais on peut aussi imaginer des applications à d'autres parties du système nerveux et à d'autres organes. C’est aussi le genre d’outil de développement dont les neuroscientifiques ont besoin pour cartographier l’activité des circuits cérébraux.

Cet implant est décrit en détail dans la revue Cell. Voir aussi l'article paru sur le site du NIH (National Institutes of Health), qui a financé en partie les recherches.