3 Projets de recherche du centre coordonnateur C-MAVEM de Bicêtre
Investigateur Principal – Dr Steven Knafo
Même si la plupart des cas de malformation de Chiari de type I (CM1) soient sporadiques, l’existence de cas familiaux, avec ou sans syringomyélie, suggère une origine génétique dans la pathogenèse de ces malformations. L’hypothèse est que l’un ou plusieurs gènes, en particulier parmi ceux impliqués dans le développement du squelette axial et du crâne, pourraient entraîner une morphologie anormale de la fosse postérieure, conduisant à la hernie des amygdales cérébelleuses qui caractérise la CM1.
La circulation anormale du liquide céphalorachidien due à cette hernie serait à l’origine, chez certains patients dont les facteurs prédisposant restent à déterminer, de l’apparition progressive d’une syringomyélie associée. Étant donné que les déterminants du développement de la fosse postérieure sont multigéniques, l’analyse des cas familiaux permettrait de réduire l’hétérogénéité génétique et phénotypique afin d’identifier des variants pathogènes communs.
Dans cette étude, les investigateurs réaliseront un prélèvement sanguin pour effectuer un séquençage complet de l’exome, constituer une collection biologique et recueillir les données cliniques et d’imagerie.
Critères d’inclusion
- Être affilié à un régime de sécurité sociale.
- Consentement signé du participant ou de son représentant légal.
- Pour les patients : diagnostic de CM1 défini morphologiquement par une hernie des amygdales cérébelleuses de plus de 5 mm au-delà du foramen magnum, avec ou sans syringomyélie, et ayant au moins un apparenté au 1er ou 2e degré (parents, frères/sœurs, grands-parents, oncles, tantes, cousins) porteur de la malformation.
- Pour les apparentés : au moins deux membres de la famille au 1er degré diagnostiqués avec une CM1.
Critères de jugement
- Identification des gènes dont les mutations sont associées à la survenue de la syringomyélie chez les patients atteints de CM1.
- Identification des gènes dont les mutations sont responsables de la CM1, avec ou sans syringomyélie associée.
- Constitution d’une banque d’ADN pour les formes familiales de CM1.
La malformation de Chiari correspond à la descente des amygdales cérébelleuses dans le foramen magnum, provoquant une obstruction de la circulation du liquide céphalorachidien, pouvant aboutir à la formation d’une cavité intra-médullaire appelée syringomyélie. Ces deux pathologies peuvent entraîner des symptômes variés qui peuvent conduire à une indication chirurgicale.
Cependant, il n’existe à ce jour aucun outil d’auto-évaluation validé pour mesurer la sévérité clinique de la malformation de Chiari et/ou de la syringomyélie. Cette absence constitue un frein majeur à l’élaboration d’une stratégie thérapeutique optimale et à la standardisation du suivi.
Le développement d’un questionnaire d’auto-évaluation nécessite l’implication directe des patients concernés, avec une attention particulière à la diversité des tableaux cliniques.
Les participants de cette étude seront des patients atteints de malformation de Chiari, avec ou sans syringomyélie, et avec ou sans syringomyélie foraminale. Ils seront recrutés via les centres neurochirurgicaux du réseau C-MAVEM (Chiari, syringomyélie et malformations vertébro-médullaires), centres de référence maladies rares, et en partenariat avec l’association APAISER.
Phase 1 - Développement du questionnaire
Cette phase comprend quatre étapes :
- Revue de la littérature structurée.
- Groupe d’experts : identification des domaines clés à intégrer dans le questionnaire afin d’élaborer un guide d’animation pour les focus groups.
- Focus groups : sessions d’échange sur la symptomatologie, les répercussions fonctionnelles, la qualité de vie et les difficultés rencontrées par les patients.
- Rédaction de la première version du questionnaire.
Phase 2 - Phase pilote
Test de la première version sur 40 patients suivis au CRMR C-MAVEM (Hôpital Bicêtre), répartis comme suit :
- 20 avec Chiari + syringomyélie.
- 10 avec Chiari isolé.
- 10 avec syringomyélie isolée.
Phase 3 - Test national
Cette phase sera soumise à un comité d’éthique selon l’avancement des deux premières.
La stimulation épidurale électrique (SEE) de la moelle lombaire a permis une récupération locomotrice chez des modèles animaux et des patients paraplégiques. Toutefois, la SEE ne permet pas une modulation sélective des circuits à l’échelle cellulaire, et l’adaptation spatio-temporelle des paramètres en temps réel reste complexe pour obtenir des effets cliniquement significatifs (Wagner et al., 2018).
Parallèlement, d’importants progrès ont été réalisés dans la compréhension des réseaux spinaux grâce à la manipulation de populations neuronales identifiées génétiquement chez l’animal (Knafo et al., 2017). La technologie dite « interluminescence » repose sur l’expression présynaptique d’une luciférase qui active une opsine post-synaptique, permettant une neuromodulation non invasive, dépendante de l’activité et spécifique de la synapse (Prakash et al., 2022).
Notre objectif est d’utiliser cette approche pour réorganiser les circuits spinaux et favoriser la rééducation post-traumatique.
WP1 - Identification des marqueurs génétiques inter-espèces
Nous avons effectué une analyse transcriptomique à partir de noyaux isolés (snRNA-seq) sur des échantillons de moelle humaine pour identifier les types cellulaires selon des marqueurs moléculaires spécifiques. Nous utiliserons des souris transgéniques pour cibler deux populations clés :
- Interneurones V1 exprimant En1 (Bikoff et al., 2016)
- Interneurones V2a exprimant Vsx2 (Kathe et al., 2022)
Grâce à la transcriptomique inter-espèces, nous établirons une correspondance entre les clusters humains et leurs homologues murins, et les relierons à des caractéristiques morphologiques via la réaction en chaîne d’hybridation multiplex et un étiquetage neuronal parcellaire.
WP2 - Expression ciblée des outils d’interluminescence
Nous injecterons des vecteurs AAV dans la moelle lombaire de souris En1Cre pour exprimer la luciférase présynaptique dans les V2a et une opsine post-synaptique de manière dépendante de Cre dans les V1. L’activation neuronale par interluminescence sera vérifiée via les marqueurs Fos. Nous caractériserons les sous-populations impliquées grâce aux données transcriptomiques et morphologiques.
WP3 - Réorganisation du circuit et récupération locomotrice
Suite à une contusion thoracique chez les souris double-injectées, nous administrerons le substrat de la luciférase (coelentérazine) aux animaux traités, tandis que les témoins recevront un placebo. La récupération locomotrice sera évaluée en aveugle à l’aide d’analyses de la démarche et de la cinématique des membres. L’impact sur d’autres populations neuronales sera aussi exploré.
Ce projet, alliant neurobiologistes et cliniciens spécialisés en chirurgie de la moelle épinière, vise à dépasser les limites actuelles de la neuromodulation ciblée après lésion médullaire