La luminothérapie est sûre et peut bénéficier aux patients atteints de TBI, montre une étude

Revue par Emily Henderson, B.Sc.23 sept 2020

La luminothérapie est sûre et a des effets mesurables sur le cerveau, selon une étude pionnière menée par des chercheurs du Wellman Center for Photomedicine du Massachusetts General Hospital (MGH).

Les chercheurs principaux Rajiv Gupta, MD, PhD, directeur du laboratoire de tomodensitométrie ultra-haute résolution de l'HGM et Benjamin Vakoc, PhD, au Wellman Center ont dirigé l'étude, qui a été soutenue par une subvention du ministère de la Défense (DOD) et Publié dans Réseau JAMA ouvert 14 septembre.

Cette étude est l'un des premiers, sinon le premier, des essais cliniques interventionnels prospectifs randomisés de luminothérapie proche infrarouge de faible niveau (LLLT) chez des patients ayant récemment subi une lésion cérébrale modérée. Si d'autres essais étayent ces résultats, la luminothérapie pourrait devenir le premier traitement largement accepté pour ce type de blessure.

Le TBI est la principale cause de blessures traumatiques dans le monde, et on estime que 69 millions de personnes subissent une telle blessure chaque année. Cependant, il n'y a pas encore de traitement pour cette maladie, en grande partie parce que les mécanismes biologiques sous-jacents ne sont pas bien compris et qu'il est si difficile de faire des études avec des patients réels au stade aigu du traumatisme.

La guerre du Golfe a fait la une des journaux parce que l'armure corporelle avait été considérablement améliorée à ce moment-là. Mais il y avait encore des lésions cérébrales causées par les ondes de choc des explosifs de haute puissance. « 

Rajiv Gupta, MD, PhD, directeur, laboratoire de tomodensitométrie ultra-haute résolution

Pour diverses raisons, le nombre de TCC a augmenté dans le monde entier depuis lors, mais des traitements efficaces sont toujours nécessaires.

Pour cette étude, un casque spécial a dû être conçu spécifiquement pour dispenser la thérapie, une entreprise qui exigeait un mélange d'expertise médicale, d'ingénierie et de physique.

Cette équipe multidisciplinaire comprenait Gupta, un neuroradiologue, Vakoc, un physicien appliqué, et d'autres spécialistes du développement et de la traduction d'instrumentation optique à la clinique et aux laboratoires biologiques. Gupta et Vakoc sont également professeurs associés à la Harvard Medical School.

«Pour cette étude, nous avons conçu un traitement pratique dans le proche infrarouge basé sur les recherches du Wellman Center et travaillant directement avec le DOD sur le problème épineux du TBI, une condition à laquelle tant de personnes sont confrontées», explique Rox Anderson, MD, directeur du centre.

Un autre défi consistait à optimiser la longueur d'onde du LLLT proche infrarouge. «Personne ne sait de combien de lumière vous avez besoin pour obtenir un effet optimal», explique Lynn Drake, MD, l'un des co-auteurs de l'étude et directeur du développement commercial au Wellman Center.

« Nous avons essayé d'optimiser la longueur d'onde, le dosage, le moment de la livraison et la durée d'exposition. » Cela a été fait grâce à une série d'expériences précliniques dirigées par Anderson. Celles-ci comprenaient plusieurs études précliniques dirigées par Michael Hamblin, PhD. Anderson et Hamblin sont tous deux co-auteurs de cet article.

Le LLLT proche infrarouge a déjà été envisagé pour de multiples utilisations, mais à ce jour, peu d'études de cette technologie ont été testées, voire aucune, et aucune chez des patients atteints de TBI.

Il a été étudié chez des patients victimes d'un AVC et la recherche fondamentale en laboratoire de Wellman suggère qu'il est neuroprotecteur grâce à un mécanisme médié par des organes intracellulaires spécialisés appelés mitochondries. Il a fallu plusieurs années de recherche à Wellman pour comprendre le mécanisme de base avant l'essai clinique.

L'essai clinique randomisé a inclus 68 patients atteints de lésions cérébrales traumatiques modérées, répartis en deux groupes. Un groupe a reçu LLLT, via le casque spécial, qui a livré la lumière. Les patients du groupe témoin ont porté le casque pendant la même durée, mais n'ont pas reçu le traitement.

Le casque a été conçu par l'équipe de Vakoc à Wellman. Au cours de l'étude, les cerveaux des sujets ont été testés pour la neuroréactivité à l'aide de mesures d'imagerie par résonance magnétique quantitative (IRM) et les sujets ont également subi une évaluation de la fonction neurocognitive.

L'IRM a été réalisée aux stades aigu (dans les 72 heures suivant la blessure), subaigu (2-3 semaines) et subaigu tardif (environ trois mois) de récupération. Des évaluations cliniques ont été effectuées au cours de chaque visite et à six mois, à l'aide du questionnaire post-commotion cérébrale Rivermead, chaque élément étant évalué sur une échelle de cinq points.

Vingt-huit patients ont terminé au moins une session LLLT et aucun n'a rapporté d'effets indésirables. De plus, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient mesurer les effets de la LLLT transcrânienne sur le cerveau.

Les études d'IRM ont montré des différences statistiquement significatives dans l'intégrité de la myéline entourant les neurones des patients traités par rapport au groupe témoin. Ces deux résultats appuient les essais de suivi, d'autant plus qu'il n'y a pas d'autres traitements pour ces patients.

L'étude a également montré que la lumière avait un impact sur les cellules. Bien qu'il soit bien établi que les cellules ont des récepteurs de lumière, «au cours de cet essai, nous avions plusieurs questions sans réponse, telles que si la lumière traverserait le cuir chevelu et le crâne, si la dose était suffisante et si elle suffirait à engager le substrats neuronaux responsables de la réparation après TBI », explique Gupta.

Il est important de noter, ajoute-t-il, que pour cette première étude, les chercheurs se sont concentrés sur les patients présentant un traumatisme crânien modéré. Cela a aidé à garantir que leur étude pourrait avoir des résultats statistiquement significatifs, car les patients de cette catégorie sont plus susceptibles de démontrer un effet mesurable.

«Il serait beaucoup plus difficile de voir de tels changements chez les patients souffrant de blessures légères et il est fort probable que chez les patients souffrant de lésions cérébrales graves, l'effet de la luminothérapie serait confondu par d'autres comorbidités de traumatismes graves», explique Gupta.

Il ajoute que les chercheurs sont encore très tôt dans le développement de cette thérapie, et on ne sait pas si elle pourrait être appliquée à d'autres types de lésions cérébrales, telles que l'encéphalopathie traumatique chronique (CTE), qui a reçu beaucoup d'attention du public sur les dernières années.

La CTE est une maladie dégénérative progressive associée à des antécédents de traumatismes cérébraux répétitifs tels que ceux subis par certains types d'athlètes, notamment les joueurs de football.

Cette étude ouvre de nombreuses possibilités pour une utilisation plus large de la photomédecine. «La thérapie LED transcrânienne est un domaine de recherche prometteur, avec le potentiel d'aider divers troubles cérébraux là où les thérapies sont limitées», déclare Margaret Naeser, PhD, éminente chercheuse en photomédecine et professeure de recherche en neurologie à la Boston University School of Medicine. Elle n'était pas affiliée à cette étude particulière.