Neurone

Un anesthésique local à l'activité réversible à la lumière

L'action des anesthésiques locaux persiste dans l'organisme après les interventions, donnant lieu à des effets secondaires gênants. Une molécule nouvellement développée, sélective des neurones de la douleur et rapidement réversible par la lumière, pourrait résoudre ce type de problèmes.

Héloïse Rambert

Rédigé le 24/02/2012

Qui a déjà subi des anesthésies locales en connaît les vertus. Mais aussi les effets indésirables. Prenons, par exemple, le cas de la traditionnelle visite annuelle chez le dentiste. Si le praticien procède à une injection d'un produit anesthésiant dans la gencive, le patient à qui il soigne une carie ou arrache une dent ne sentira certes rien. En revanche, il subira les désagréments qui accompagnent ce genre d'intervention, et que nous connaissons tous : incapacité de manger, de boire ou de parler, lèvres insensibles pendant plusieurs heures. Dans les cas les plus poussés, il est même possible de voir flou ou d'avoir des difficultés à cligner des yeux.

Les nocicepteurs, neurones générateurs de douleur

La sensation de douleur, qui nous fait éventuellement bondir sur le fauteuil du même dentiste, est due à l'activité de neurones particuliers, les nocicepteurs. Ces neurones ont des terminaisons juste sous la surface de la peau, terminaisons qui sont couvertes de protéines en forme de tube. Le rôle de ces protéines ? Détecter des stimuli comme la chaleur, le froid, les pressions et les messages chimiques des cellules des tissus endommagés. Et donner naissance à une réaction "en cascade" : en réponse à ces stimuli, les protéines ouvrent leurs pores, permettant le passage d'ions à travers la membrane du neurone. Les ions étant des atomes chargés électriquement, leurs mouvements à travers la membrane crée un minuscule courant électrique. Ce courant active d'autres protéines, des canaux à sodium, qui produisent alors un influx qui "court" le long des fibres nerveuses, transportant le signal douloureux jusqu'à la colonne vertébrale… puis au cerveau. Aïe. C'est là qu'on a mal.

Des anesthésiants locaux non sélectifs des nocicepteurs

Les anesthésiques locaux les plus largement utilisés, comme la lidocaine, suppriment efficacement la sensation de douleur en empêchant les nocicepteurs de générer un influx électrique. Pour ce faire, ils traversent la membrane cellulaire et bloque les canaux à sodium de l'intérieur. Le problème de ce type de molécules est qu'il bloque l'activité des nocicepteurs… mais aussi celle de tous les neurones de la zone dans laquelle il est injecté. C'est cette non-sélectivité qui est responsable des effets secondaires.

Une nouvelle molécule "biconformationnelle" et réactive à la lumière

Une nouvelle molécule, la QAQ, qui pourrait jouer un rôle central dans la recherche vient d'être développée et étudiée par une équipe de chercheurs de Berkeley, dont l'étude a été publiée dans la revue Nature Methods. Elle ressemble à la lidocaïne et agit de la même manière. Mais elle présente cependant une particularité, et pas des moindre. La QAQ est capable de changer de conformation en fonction de la lumière. Elle peut être soit de forme allongée, soit de forme courbée (en L). Exposée à la lumière verte, elle passe de la forme courbée à la forme allongée. A l'obscurité, elle revient lentement à sa forme initiale, mais cette réversion se passe en quelques millièmes de secondes quand elle est exposée à la lumière UV. La conformation allongée s'adapte parfaitement aux pores de la membrane des nocicepteurs, empêchant la circulation du courant, alors que la conformation en L ne le fait pas.

La QAQ est donc un anesthésique local qui peut être activé et désactivé rapidement, tel un bouton "on/off", grâce à la lumière. De plus, les chercheurs ont réussi à monter qu'il était possible pour la molécule de sélectionner les cellules nerveuses à inhiber et d'être spécifique des cellules de la douleur.

La QAQ, un outil thérapeutique et de recherche prometteur

Cette molécule adaptable et active "à la demande" pourrait donc trouver des applications en clinique, sans générer les effets secondaires habituels des anesthésiques locaux. Elle pourrait être utilisée en utilisant des fibres optiques pour activer la molécule dans les tissus profonds comme les racines de la colonne vertébrale ou avec une source de lumière extérieure pour une utilisation superficielle. Il pourrait aussi s'agir d'un moyen pour les chercheurs de mieux comprendre le fonctionnement de la chaîne de la douleur. Une technique récente, l'optogénétique permet aussi de contrôler les neurones en utilisant la lumière, mais implique des manipulations génétiques complexes, ce qui n'est pas le cas de l'utilisation de la molécule QAQ.

Etude de référence : Mourot, A., et al. (2012). Rapid optical control of nociception with an ion-channel photoswitch. Nature Methods, DOI: 10.1038/nmeth.1897.

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