Stimulation du pouls transcrânien (TPS) à long terme chez les personnes âgées atteintes de troubles neurocognitifs légers (MNT)

Arrière plan:

La démence, désormais connue sous le nom de trouble neurocognitif majeur (MNT), est un lourd fardeau pour la santé à Hong Kong et dans le monde. Les interventions qui visent à améliorer le déclin cognitif ou à prévenir la démence offrent un paradigme alternatif convaincant pour réduire l'impact de la maladie. En principe, pour obtenir ses avantages optimaux, l'intervention pour la démence doit commencer au stade préclinique le plus précoce, qui est défini comme une déficience cognitive légère (MCI) ou une MNT légère définie par la 5e édition du Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux (DSM- 5).

Cependant, aucune preuve n'a été trouvée pour soutenir une approche pharmacologique de la prévention ou du report du déclin cognitif au stade de MNT légère ou de MCI (1, 2). La stimulation cérébrale non invasive (NIBS) est de plus en plus reconnue comme une alternative potentielle pour résoudre ce problème.

L'introduction de TPS :

Les exemples typiques de NIBS sont la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) et la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Outre ceux-ci, il existe un nouveau NIBS nommé transcranial pulse stimulation (TPS), qui a récemment obtenu le marquage CE en 2018 pour le traitement du système nerveux central (CNS) chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer (MA) légère à modérée.

Le TPS utilise des impulsions ultracourtes uniques répétitives dans la gamme de fréquences des ultrasons pour stimuler le cerveau. Avec un dispositif de neuro-navigation, TPS peut y parvenir de manière très focale et ciblée avec précision (3). Le TPS diffère du tDCS et du TMS en utilisant un courant électrique direct ou induit. L'utilisation du courant électrique pour stimuler le cerveau peut être limitée par le problème de la conductivité (4) et l'impossibilité d'atteindre les régions profondes du cerveau (5). Au lieu de cela, TPS fournit une bonne précision et résolution spatiales pour moduler de manière non invasive les zones sous-corticales, malgré le problème d'atténuation du crâne (6). En utilisant des fréquences ultrasonores plus basses, le TPS peut améliorer avec succès la pénétration du crâne chez l'homme (3).

Mécanisme biologique du TPS :

Le mécanisme de base du TPS est la mécanotransduction. Il s'agit d'une voie biologique par laquelle les cellules convertissent le stimulus TPS mécanique en réponses biochimiques, influençant ainsi certaines fonctions cellulaires fondamentales telles que la migration, la prolifération, la différenciation et l'apoptose (7, 8). L'impulsion ultrasonore ultracourte pourrait améliorer la prolifération et la différenciation cellulaires dans les cellules souches neurales cultivées, qui jouent un rôle important dans la réparation de la fonction cérébrale dans les maladies du SNC (9). Le TPS affecte probablement les neurones et induit des effets neuroplastiques par plusieurs voies, notamment l'augmentation de la perméabilité cellulaire (9), la stimulation des canaux ioniques mécanosensibles (7), la libération d'oxyde nitrique entraînant une vasodilatation, une augmentation de l'activité métabolique et de l'angiogenèse (10), la stimulation des voies vasculaires. facteurs de croissance (VEGF) (11) et stimulation du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) (12). Une autre étude animale a montré que la stimulation par ultrasons immédiatement après une lésion cérébrale ischémique est neuroprotectrice par l'augmentation du débit sanguin cérébral et l'activation de la synthèse d'oxyde nitrique (13).

Expérience clinique antérieure du TPS et de son problème de sécurité :

Le TPS a démontré des effets de neuromodulation dans le cerveau humain. Les techniques TPS présentent quelques avantages. Tout d'abord, les impulsions TPS ultracourtes évitent l'échauffement du cerveau et les maxima de stimulation secondaire. Deuxièmement, le TPS peut moduler l'amplitude des potentiels évoqués somatosensoriels (SEP) à la fois dans les régions corticales (3) et même dans la structure profonde comme le thalamus (6). Troisièmement, le TPS peut modifier la morphologie du cerveau humain (14).

Pour une utilisation clinique, il a été démontré que le TPS à long terme apportait une amélioration significative chez les patients atteints du syndrome d'éveil insensible. (15). Dans une autre étude clinique, le TPS a été appliqué à des personnes âgées atteintes de MA. Une amélioration significative de la cognition a été démontrée (immédiatement ainsi que 1 et 3 mois après la stimulation. L'IRMf a également montré une connectivité significativement accrue au sein du réseau de mémoire (3). Au cours du suivi ultérieur dans la même étude, il a été démontré que le TPS réduisait l'atrophie corticale dans le réseau du mode par défaut, qui est associée à une amélioration neuropsychologique (14). Une autre étude TPS réalisée sur le cerveau humain a révélé que le TPS actif augmentait le couplage fonctionnel et structurel dans la zone stimulée et les zones adjacentes jusqu'à une semaine après la dernière stimulation par rapport au contrôle TPS factice. Il a suggéré que le TPS pourrait induire des changements neuroplastiques avec des effets à long terme chez l'homme (16). En résumé, le TPS a montré ses effets neuroprotecteurs en induisant des changements neuroplastiques à long terme, soutenus par des tests neuropsychologiques et des investigations de neuroimagerie à la fois dans des études animales et humaines.

En ce qui concerne la question de la sécurité, l'étude TPS animale in vivo n'a causé aucun dommage tissulaire malgré l'utilisation de niveaux d'énergie 6 à 7 fois plus élevés que ceux des études sur l'homme. De plus, l'intervention n'a provoqué aucun effet indésirable grave tel qu'une hémorragie intracrânienne, un œdème ou une autre pathologie intracrânienne chez l'homme, comme l'a confirmé l'IRM dans une précédente étude sur la MA. Aucun effet indésirable grave, à l'exception des maux de tête (4 %), de la douleur ou de la pression (1 %) et de la détérioration de l'humeur (3 %) n'a été signalé (3). Le système TPS marqué CE s'est avéré sûr dans plus de 1500 traitements.

Lacunes dans les connaissances et résultats de notre étude pilote :

Une maladie non transmissible bénigne est une période d'or pour l'intervention afin d'éviter une nouvelle progression vers la démence. Bien que le TPS ait un grand potentiel en tant que nouvelle option de traitement en raison de ses effets neuroprotecteurs, aucune étude du TPS n'a été réalisée sur des sujets atteints de MNT légères selon nos connaissances. Pour déterminer l'efficacité du TPS dans les MNT légères, une étude pilote en ouvert a été menée par notre équipe de décembre 2020 à décembre 2021. (Annexe 1) Le résultat préliminaire a été présenté à la Conférence sur la stimulation cérébrale 2021 et publié sous forme de résumé (17). Nous avons recruté 16 adultes âgés atteints de MNT légère. Ils ont reçu 6 séances de TPS sur 2 semaines. Les évaluations ont été faites aux 3 points dans le temps. Aucun sujet n'a abandonné pendant l'étude. Une amélioration statistiquement significative a été trouvée dans le résultat principal, HK-MoCA, de 18,06 à 20,25. L'amélioration a été maintenue jusqu'à 12 semaines après l'intervention TPS. Aucun effet indésirable n'a été observé. Le résultat a suggéré que le TPS est susceptible d'avoir un effet immédiat sur la cognition globale dans les MNT légères, et les améliorations étaient durables. Cependant, une durée de traitement de 2 semaines peut ne pas être suffisamment longue pour induire un changement significatif de la maladie neurodégénérative à long terme. Des recherches antérieures ont montré que la stimulation cérébrale profonde à long terme peut inverser l'atrophie de l'hippocampe et influencer l'évolution naturelle de l'atrophie cérébrale dans la maladie d'Alzheimer (MA) (18). À ce jour, aucun traitement NIBS à long terme n'est effectué sur les MNT. Par conséquent, nous prévoyons de mener un essai pilote cas-témoin pour évaluer l'efficacité du TPS à long terme sur la cognition et la structure cérébrale chez les patients atteints de MNT légère sur la base des résultats de notre étude pilote.