Après un AVC, le cerveau entame un long processus de réparation. Ce processus ne se limite pas au simple remplacement des cellules nerveuses endommagées ou à l’établissement de nouvelles connexions ; il faut également éliminer les sous-produits métaboliques et les molécules de signalisation inflammatoires des tissus touchés. Une nouvelle étude de l’université de Rochester suggère désormais que l’horloge biologique pourrait jouer un rôle important dans ce processus. Lors d’expériences menées sur des souris, les scientifiques ont réussi à renforcer de manière ciblée les rythmes circadiens naturels. Cela a entraîné une amélioration de plusieurs indicateurs de récupération après un AVC.

Les animaux traités ont notamment présenté une meilleure récupération motrice. Parallèlement, on a observé une augmentation du flux de liquide dans ce qu’on appelle le système glymphatique, et la concentration de diverses molécules de signalisation inflammatoires dans le cerveau a diminué. Ces résultats sont d’autant plus intéressants que le traitement n’a pas débuté immédiatement après l’AVC. Les mesures concernées n’ont été mises en œuvre que trois jours après l’événement, soit bien plus tard que les traitements aigus conventionnels, qui reposent sur une intervention aussi rapide que possible.

Le cerveau dispose de son propre système de nettoyage

Le cerveau dispose d’un système de circulation de liquide qui aide à éliminer les déchets métaboliques : le système dit « glymphatique ». Dans ce système, le liquide céphalo-rachidien circule le long de structures spécifiques du cerveau et facilite le transport des déchets hors du tissu nerveux. Ce système est particulièrement actif pendant certaines phases du sommeil et fait donc l’objet de recherches intensives depuis des années en lien avec le sommeil et la santé cérébrale.

Des travaux antérieurs menés par Maiken Nedergaard et ses collègues ont largement contribué à la description de ce système. Des études ultérieures ont montré que son activité ne dépendait pas exclusivement du sommeil. L’horloge biologique interne de l’organisme influence également le moment et l’intensité du transport des fluides dans le cerveau. Il en résulte un lien intéressant entre le sommeil, les rythmes circadiens et le nettoyage du cerveau.

Une revue systématique réalisée en 2022 par Chong et ses collègues a évalué les recherches disponibles sur la relation entre le sommeil et la fonction glymphatique. Les résultats suggèrent que le sommeil est étroitement lié aux modifications de l’échange de fluides dans le cerveau, bien que les mécanismes exacts et leur importance pour l’être humain n’aient pas encore été pleinement élucidés.

Quels changements un AVC provoque-t-il ?

Un AVC peut perturber considérablement le fragile équilibre du cerveau. Les lésions entraînent, entre autres, des réactions inflammatoires et des modifications métaboliques. Le système glymphatique cesse également de fonctionner normalement après un AVC. Cela pourrait compliquer l’élimination par le cerveau de certains sous-produits métaboliques et de certaines molécules de signalisation inflammatoire.

C’est précisément là qu’intervient cette nouvelle étude. Les scientifiques ont commencé par se demander si ce n’était pas seulement le traitement direct des lésions cérébrales qui était crucial, mais aussi le soutien des rythmes propres à l’organisme, qui guident le cerveau dans ses processus de réparation et de purification.

Quand l’horloge interne se désynchronise

L’horloge biologique contrôle bien plus que le simple cycle veille-sommeil. Presque tous les organes et de nombreuses cellules de l’organisme suivent un rythme d’environ 24 heures. Cela concerne, par exemple, le métabolisme, l’équilibre hormonal, la température corporelle, la pression artérielle et de nombreux processus au sein du cerveau.

Il existe également des preuves d’un lien entre l’AVC et le moment de la journée. Tant la survenue que la gravité des AVC peuvent varier au cours de la journée. Parallèlement, de nombreuses personnes présentent des perturbations de leur cycle veille-sommeil après un AVC.

Ces changements ne sont pas négligeables. Un rythme circadien perturbé peut entraver la récupération de l’organisme et est associé, entre autres, à une moins bonne qualité de vie après un AVC. Les chercheurs se sont donc posé une question intéressante : la stabilisation de l’horloge interne de l’organisme pourrait-elle aider le cerveau à se régénérer plus efficacement après une lésion ?

Plusieurs moyens de renforcer l’horloge biologique

Pour étudier cette question, l’équipe de recherche a testé différentes méthodes permettant d’influencer le rythme circadien. Parmi celles-ci figuraient des stimuli lumineux synchronisés dans le temps, la mélatonine, le principe actif KL001 et une alimentation à durée limitée.

Les scientifiques ont d’abord étudié des souris en bonne santé. Leurs résultats ont montré que ces différentes mesures pouvaient augmenter l’activité du système glymphatique. Ils se sont ensuite concentrés sur deux approches particulièrement prometteuses : le KL001 et l’alimentation à durée limitée pendant la phase d’activité des animaux. Ces deux stratégies ont ensuite été testées sur des modèles murins d’AVC.

Fait intéressant : le traitement n’a commencé que plusieurs jours plus tard

Un aspect particulièrement remarquable de l’étude concernait le moment choisi pour l’intervention. Les traitements n’ont pas été initiés immédiatement après l’AVC, mais seulement trois jours plus tard. Cela signifie que le traitement a débuté en dehors de la fenêtre temporelle étroite pendant laquelle certains traitements établis de l’AVC aigu doivent être administrés.

Malgré ce retard, les souris traitées ont présenté une meilleure récupération motrice. De plus, les lésions cérébrales étaient moins étendues, le flux de liquide glymphatique était plus important et diverses cytokines inflammatoires étaient présentes en concentrations plus faibles.

Cela ne signifie pas pour autant qu’un tel traitement puisse d’ores et déjà être utilisé chez l’homme. Cela indique toutefois que la modulation des rythmes circadiens dans un modèle animal peut avoir des effets mesurables, même après l’apparition des lésions cérébrales.

Pourquoi l’inflammation pourrait jouer un rôle important

Après un AVC, une réponse inflammatoire fait initialement partie intégrante de la réaction normale de l’organisme face à la lésion. Le système immunitaire contribue à éliminer les tissus endommagés et à déclencher les processus de réparation. Des problèmes peuvent toutefois survenir si les signaux inflammatoires persistent sur une longue période.

La nouvelle étude apporte des preuves qu’une amélioration de la fonction glymphatique pourrait contribuer à éliminer plus efficacement ces signaux du cerveau. Il est intéressant de noter que les changements ne se limitaient pas à un seul marqueur inflammatoire ; plusieurs des cytokines examinées présentaient des tendances allant dans le même sens.

Cela pourrait suggérer que les mesures étudiées ne se contentent pas de bloquer une seule voie inflammatoire. Au contraire, l’amélioration de la circulation des fluides pourrait contribuer à éliminer plus efficacement diverses molécules de signalisation inflammatoire du tissu cérébral.

L’alimentation à créneau horaire : une approche possible

Ce que l’on appelle l’alimentation à créneau horaire présente un intérêt particulier pour les recherches futures. Cela n’implique pas nécessairement de réduire la quantité de nourriture consommée. L’essentiel réside plutôt dans le fait que l’apport alimentaire est limité à une plage horaire spécifique au cours de la journée. Cela permet à l’organisme de passer des périodes plus longues sans apport alimentaire et permet à certains processus métaboliques de s’aligner plus étroitement sur son horloge interne.

Dans la présente étude, ce principe a été appliqué à des souris et associé à une meilleure récupération après un AVC. Cela rend cette approche scientifiquement intéressante, car elle constitue fondamentalement une intervention comportementale et ne repose pas nécessairement sur la prise de médicaments.

Toutefois, on ne peut pas encore en tirer de recommandations pour les personnes ayant subi un AVC. L’alimentation et le jeûne peuvent comporter des risques et des exigences spécifiques après un AVC. Les résultats doivent donc d’abord être vérifiés dans le cadre d’autres études précliniques et, si nécessaire, lors d’essais cliniques ultérieurs.

L’horloge biologique influence bien plus que le sommeil

Ces résultats soulignent une tendance en chronobiologie : l’horloge biologique ne semble pas seulement jouer un rôle dans la détermination de nos heures de sommeil. Les rythmes internes coordonnent de nombreux processus dans l’organisme. Parmi ceux-ci figurent les processus métaboliques, les hormones, les fonctions vasculaires et certains processus cérébraux.

Le système glymphatique semble également s’inscrire dans cette organisation temporelle. Le groupe de recherche de Lauren Hablitz étudie donc comment les modifications des rythmes circadiens peuvent influencer le fonctionnement de ce système de nettoyage. Cela met en évidence un réseau biologique plus vaste : horloge interne → sommeil et métabolisme → circulation des fluides dans le cerveau → élimination des déchets métaboliques et des signaux inflammatoires. Après un AVC, plusieurs de ces processus pourraient se déséquilibrer simultanément.

L’horloge biologique : une nouvelle perspective sur la rééducation après un AVC

Ces nouvelles découvertes ouvrent une piste de recherche intéressante, mais sont encore loin d’être applicables à l’homme. L’étude actuelle a été menée sur des souris. Il reste donc difficile de savoir si les modifications observées au niveau du système glymphatique et de la récupération après un AVC peuvent être extrapolées à l’homme.

Il n’a pas non plus été prouvé de manière concluante qu’une amélioration de l’activité glymphatique soit effectivement la cause d’une meilleure récupération. Il est possible, par exemple, que plusieurs processus bénéficient simultanément de la stabilisation des rythmes circadiens. D’autres études devront donc clarifier les rôles respectifs joués par l’horloge interne, le transport du liquide glymphatique et les réponses inflammatoires.

Cette étude met en évidence un lien intéressant entre trois domaines longtemps considérés séparément : la chronobiologie, le nettoyage du cerveau et la rééducation après un AVC. Si ces résultats sont confirmés par d’autres études, la stabilisation ciblée du rythme circadien pourrait un jour constituer un moyen supplémentaire de favoriser la récupération du cerveau après une lésion. D’ici là, la principale conclusion reste avant tout d’ordre scientifique : l’horloge interne de l’organisme pourrait jouer un rôle bien plus important dans les processus de réparation et de nettoyage du cerveau qu’on ne le pensait auparavant.