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Utilisant la technique de CLARTÉ pour la rééducation et le réglage de moelle épinière

insights from industryDr. Quentin BarraudPost-doctoral ResearcherEPFL

Les sciences de la vie Nouvelles-Médicales parlent à M. Quentin Barraud au sujet de son travail sur le réglage de moelle épinière et comment il emploie la technique de CLARTÉ dans sa recherche.

Le réglage et la rééducation de moelle épinière est un difficile mais sujet important à rechercher, pouvez-vous s'il vous plaît donner un bref aperçu de recherche dans ce domaine ?

Il y a beaucoup de pentes des lésions de la moelle épinière, en termes de mobilité, de petites invalidités au fauteuil roulant étant lié pour le reste de votre durée, la gamme est très grand.

Il y a beaucoup de différentes approches à essayer de surmonter ces invalidités, avec des zones clé de recherche étant concentrée sur des traitements de cellule souche se développants et employant des facteurs de croissance pour introduire la recroissance du tissu nerveux après les blessures.

Innovations dans la demande de règlement spinale utilisant la disculpation électrophorétique de tissu d'AZoNetwork sur Vimeo.

Pouvez-vous s'il vous plaît donner un bref aperçu de votre domaine de recherche ?

Dans notre laboratoire notre stratégie est un morceau différent. Nous nous concentrons sur utiliser ce qui est laissée après des blessures, ce qui est stocké par la lésion. Dans la plupart des cas, chez l'homme, seulement une petite partie du tissu est stockée.

Nous voulons tirer profit de ceci tissu stocké et permettre au cerveau d'atteindre la moelle épinière de nouveau après la lésion. Pour ceci, nous avons développé une méthode d'électrostimulation de la moelle épinière combinée avec la stimulation pharmacologique.

Pour récapituler brièvement, en appliquant l'électrostimulation en dessous des blessures nous assurerons l'entraînement excitatoire qui a au commencement provenu du cerveau qui est maintenant séparé de la région spinale inférieure.

En appliquant l'électrostimulation, nous donnons l'instruction au système de moteur de déménager la patte. En combination avec ceci nous appliquons également un cocktail des agents pharmacologiques pour moduler les neurones et l'acte comme une essence leur effectuant l'active.

En combinant la stimulation électrique et chimique de la moelle épinière nous avons expliqué dans des modèles animaux que nous pouvions remettre le contrôle volontaire du mouvement de la lésion de la moelle épinière sérieuse.

Le premier développement utilisait les électrodes très simples pour stimuler la moelle épinière. Ceci a été fait dans le laboratoire il y a environ dix ans. Maintenant, nous avons amélioré le protocole de stimulation. Maintenant nous pouvons stimuler la moelle épinière plus avec précision et stimuler le muscle de prolonge quand elle a eu besoin, stimulez le muscle de flexion quand elle a eu besoin.

Nous pouvons finement régler le mouvement de la patte après des blessures dans le temps et espace. C'est quelque chose que nous nous sommes améliorée. Maintenant, nous traduisons notre technologie que nous avons développée sur le modèle du Holden aux êtres humains.

Pour cela nous avons lancé des études précliniques dans des mammifères plus élevés. En utilisant les primates, nous avons eu des résultats positifs et maintenant un test clinique a commencé dans un hôpital, où les premiers patients étaient dans le jeu il y a quelques semaines, qui est réellement prometteur.

Techniques spinales de demande de règlement dans le laboratoire d'AZoNetwork sur Vimeo.

Quels modèles sont employés dans la recherche préclinique ? Quelles techniques employez-vous ?

Nous employons beaucoup de différents genres de modèles pour étudier les moelles épinières. Nous avons des projets qui regardent le mécanisme de la locomotion et comment remettre ce mécanisme après des blessures.

C'est le modèle que nous travaillons avec, nous ont différents genres de lésions de la moelle épinière s'échelonnant de la coupure simple de la moelle épinière au modèle de contusion, qui imite l'état humain de avoir une contusion sur la moelle épinière.

Selon la question de recherches nous avons dans le laboratoire que nous choisissons simplement un genre différent de modèle. Alors utilisant ces modèles, nous pouvons former l'animal pour regagner une certaine capacité de marcher après des blessures utilisant une surface adjacente robotisée.

Nous employons beaucoup de techniques anatomiques essayant de comprendre que le mécanisme fondamental et pour celui nous emploient une technique d'immunochimie, en particulier la technique neuve de clarté qui a été développée pour concevoir les neurones dans 3 cotes.

C'est extrêmement utile pour notre travail, pour voir comment un système obtient réorganisé après des blessures. Dans si l'axone de coupure peut se développer ou en travers de la lésion en employant notre approche, et si nous pouvons introduire de meilleurs résultats pour les fibres de coupure.

Nous utilisons des électrodes d'e-dura, développées pour être étirables et pour imiter les propriétés de la question de dura pour avoir des interactions proches avec le tissu biologique. Nous avons montré à l'aide de ce genre de technologie que nous pouvons fournir la stimulation électrique et chimique au tissu neural. Aider le système neural à réorganiser. Il est important de développer ces le genre de stratégies.

Comment le centre de Wyss a-t-il aidé à supporter votre recherche ?

Le centre de Wyss aide des chercheurs à porter les concepts qui étaient pré-cliniquement expliqué aux êtres humains, ils fournissent tous les outils afin de faire ceci. Le centre de Wyss a une orientation intense sur les dispositifs prothétiques neuraux qui agiront l'un sur l'autre attentivement avec le tissu biologique.

Par exemple ils développent une radio implantable de cerveau qui peut afficher les pensées des gens avec la paralysie et transmet sans fil l'intention de déménager en dehors du fuselage. Ils étaient également impliqués dans le développement des électrodes d'e-dura, qui sont les électrodes flexibles et étirables et ont les mêmes propriétés que la dure-mère.

La technologie de pointe comme ceci est développée au centre de Wyss. Nous travaillons avec eux pour porter notre concept aux êtres humains, utilisant la technologie qu'ils aident à développer nos modèles.

Quel rôle le système de disculpation de tissu de X-CLARITY a-t-il joué dans votre recherche ? Que faites-vous avec ce système de disculpation de tissu ?

Avant que le système de X-CLARITY ait été soulevé sur le marché, il y a quelques années, nous avions l'habitude la disculpation passive pour libérer à l'extérieur les échantillons, qui nous ont pris des semaines ou des mois. Avec ce système neuf, ce procédé peut être fait à moins de six ou sept heures, vous pouvez même clair un cerveau entier dans ce temps.
X-clarté libérée par cerveau de souris

Le X-CLARITY porte pour cette raison des avantages évidents. Il sauvegarde beaucoup de temps, nous pouvions à l'image par jeu complet de cerveau et de moelles épinières dans relativement un court période. Ceci nous a permis de voir clairement que l'avantage des approches avaient sur des réseaux de moelle épinière suivant des blessures. C'est un dispositif grand pour épargner l'heure pour votre recherche.

Un autre avantage du système de X-CLARITY est qu'il te permet de normaliser mieux votre méthodologie, autrement il est difficile d'avoir des mesures quantitatives. Précédemment, tout que nous pourrions faire était de produire des caractéristiques qualitatives, car il était difficile de mesurer la quantité de fibres dans un échantillon.

Utilisant X-CLARITY le système nous donne la clarté avec normaliser le procédé de disculpation. Pouvoir avoir des caractéristiques quantitatives permet à tous les échantillons de cerveau d'être comparés les uns avec les autres parce qu'ils suivront tout le même protocole, dans différentes conditions. Ce sera un avantage énorme en ayant l'analyse quantitative.

En résumé, les chercheurs d'avantages de système de X-CLARITY en sauvegardant beaucoup de temps et l'aide pour normaliser des protocoles dans le laboratoire.

Comment prévoyez-vous le système de disculpation de tissu de X-CLARITY aidant votre recherche ? Que partageriez-vous avec d'autres à son sujet ?

Le système de X-CLARITY nous aidera à comprendre comment le réseau réorganise après les blessures. Ce système te permet de concevoir et suivre le cours d'un axone venant du cortex moteur, descendant à la moelle épinière lombaire. Vous pouvez concevoir, en 3D, cours d'unique ou plusieurs axones quand ils circulent la lésion par exemple.

C'est quelque chose qui est seul au système de X-CLARITY à l'heure actuelle. C'est pourquoi cette technique est très passionnante. Comparé aux techniques classiques de stockage, en travaillant au cerveau et à la moelle épinière dans les parts très minces ils sont tous dans les 2D images et ceci le rend difficile d'obtenir l'illustration entière de que se passe-t-il.

Utilisant la clarté nous obtenons du système de X-CLARITY, récent dans quelques uns échantillon que nous avons pu voir des pistes de fibre que nous ne pouvions pas concevoir dans les 2D parties. Nous étions étonnés de voir comment les axones dispensaient réellement en différent, isolant empaquette. C'est quelque chose que nous ne pourrions pas voir en employant des techniques classiques.

Quelle réussite là ont été avec les biomatériaux qui peuvent produire une surface adjacente à long terme entre les tissus neuraux et les implants spinaux ?

Elle était très provocante pour trouver quelque chose qui apparierait les propriétés et le bout un long temps aussi bien, ils ont essayé différents genres de matériaux avec la dureté différente par exemple. Ce qu'ils ont trouvé est la combinaison appropriée pour apparier les propriétés de la question de dura.

Elles ont également vérifié les matériaux pour le biocompatibility du dispositif et elles ont prouvé qu'il y avait niveau presque normal de réaction immunitaire. Il est quelque chose qui fonctionne dans la symbiose avec les systèmes biologiques.

Comment les implants spinaux fonctionnent-ils ?

L'implant neural que nous utilisons remonte le fonctionnement perdu qui venait au commencement du cerveau et qui a obtenu la coupure suivant une lésion.

Tout simplement, en fournissant l'électrostimulation, nous remontons l'entraînement excitatoire venant du cerveau, et parce que les circuits spinaux en dessous des blessures toujours fonctionnons mais sommes simplement en sommeil. En fournissant la stimulation nous ` les réveillons' et permettons au système d'être fonctionnel de nouveau. C'est l'idée derrière l'implant neuf, d'imiter les entrées venant du cerveau et de les remonter.

Quelle technique employez-vous pour mesurer à quel point des implants avoir branché aux tissus spinaux ?

Nous avons beaucoup de mesures qui sont effectuées sur un laps de temps étendu pour mesurer l'incidence des électrodes et pour voir comment elles agissent l'un sur l'autre avec le tissu. Si nous voyons que le seuil de l'activation augmente c'est un signe que quelque chose va mal.

L'idée est toujours de développer les implants qui sont stables sur une longue période de temps et maintenir les propriétés stables quand dans l'interaction proche avec le tissu.

Que le contrat à terme retient-il pour la recherche de réglage de moelle épinière ? Quels défis y a-t-il de surmonter ?

Pendant que les laboratoires travaillent sur des approches de cellule souche, d'autres laboratoires développent les dispositifs neuraux, d'autres essayent de brancher utilisant la surface adjacente spinale du cerveau à la moelle épinière.

L'idée est à l'avenir d'avoir la recherche combinatoire. La combinaison de tous les inducteurs ensemble dans le même patient pour avoir une combinaison de cellule souche représente graphiquement par exemple et les facteurs croisés qui sont guidés par l'application d'une surface adjacente spinale de cerveau, où réellement le cerveau peut régler l'électrostimulation en dessous des blessures.

Le prochain défi important dans le domaine de la représentation pour l'échantillonnage clair et pour les échantillons énormes est le traitement de données. C'est la prochaine barrière que les gens devront surmonter. Maintenant nous avions employé ce genre de système, le procédé de disculpation est normalisés mais maintenant nous devons avoir les microscopes correcte pour la représentation qui nous permettra d'avoir la capacité de concevoir de grands échantillons.

Naturellement vous avez besoin du pouvoir pour que les ordinateurs traitent et d'analysent ce tri des caractéristiques. C'est le prochain défi, en termes de développement technique pour cette technique de disculpation. Je sais par exemple qu'au centre de Wyss ils développent la technologie qui nous aidera à surmonter ces défis. C'est le début de l'onde énorme dans le domaine pour commencer à employer ces procédures.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Au sujet de Quentin Barraud

M. Quentin BarraudQuentin Barraud a un PhD en neurologie où il a étudié à l'université du Bordeaux et a reçu un diplôme en 2010.

Actuel il a une position post-doctorale dans le laboratoire d'EPFL (École Polytechnique Fédérale De Lausanne) où il travaille sur des modèles de lésion de la moelle épinière pour essayer de trouver des stratégies neuves pour améliorer la qualité de vie des patients présentant des lésions de la moelle épinière.

Citations

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