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La lésion axonale est une conséquence fréquente et grave des lésions cérébrales et de la moelle épinière, souvent causée par des traumatismes, des neurotoxines ou des troubles neurologiques qui perturbent la connectivité neuronale et altèrent la régénérationaxonale 1,2. Tous les neurones ne possèdent pas une capacité intrinsèque de régénération, cruciale pour la réparation des axones sectionnés. Le taux de régénération axonale est influencé par plusieurs facteurs, notamment le potentiel de croissance intrinsèque du neurone, l’efficacité de synthèse des protéines, la dynamique du cytosquelette, l’élimination des débris de myéline et la disponibilité des facteursde croissance 3,4.
Dans le système nerveux central (SNC) adulte des mammifères, les lésions axonales entraînent une diminution de la capacité régénérative, principalement en raison de l’absence de facteurs intrinsèques favorisant la croissance et de la présence d’indices extrinsèquesinhibiteurs 1,5. En revanche, les axones du système nerveux périphérique (SNP) possèdent une capacité robuste à se régénérer après une blessure, grâce aux mécanismes intrinsèques d’auto-réparation des neurones périphériques et à la réactivation rapide des programmes de croissance pro-régénérative. Lors de la blessure, le segment distal de l’axone se détache du soma neuronal et subit une dégénérescence wallérienne, caractérisée par une désintégration et une fragmentationaxonales 6,7. L’élimination efficace des débris axonaux et de myéline par les cellules gliales est essentielle à une régénération réussie, car elle empêche la formation de cicatrices susceptibles de freiner la croissanceaxonale 3,8. Ce processus, combiné au remodelage du cytosquelette des axones blessés, soutient la repousse du moignon proximal et facilite la réinnervation de la cible. Ces événements se produisent en phases partiellement chevauchées, durant lesquelles l’activation induite par une blessure de facteurs de transcription tels que ATF3 et c-Jun favorise des programmes d’expression géniquepro-régénérative 4,9,10.
La fusion axonale régénérative représente un mécanisme efficace pour restaurer la connectivité neuronale après une lésionaxonale 11. Ce processus a été décrit pour la première fois chez l’écrevisse Procambarus clarkii en 1967-12 et a depuis été documenté chez plusieurs espèces13, 14, 15, 16, dont Caenorhabditis elegans17. Bien que les preuves directes de fusion axonale chez les mammifères restent limitées, des stratégies d’induction de fusion ont été utilisées avec succès pour améliorer la réparationnerveuse 11. Notamment, le composé chimique fusogène polyéthylène glycol (PEG) favorise le rebouchement membranaire et a démontré qu’il facilite la récupération fonctionnelle après des lésions nerveuses et de la moelle épinière dans les modèlesmammifères 18,19,20,21,22,23,24. Des découvertes récentes indiquent que la déplétion de la glutathion peroxydase (GPX) est suffisante pour favoriser la fusion axonale chez C. elegans25. De même, les souris knockout conditionnelles de Gpx4 ou celles traitées avec l’inhibiteur de GPX ML162 ont montré une récupération fonctionnelle accélérée après la transection du nerf sciatique, potentiellement par une fusion axonaleaccrue 25.
Le nerf sciatique est un nerf mixte composé d’axones sensoriels, somatiques moteurs etautonomes moteurs 26. Elle provient des segments spinaux L4 et L5 chez lesrats 27, et des segments L3 et L4 chez lessouris 28. En raison de son accessibilité et de sa cohérence anatomique, la lésion du nerf sciatique est devenue l’un des modèles les plus largement utilisés pour étudier la régénération nerveusepériphérique 29,30. Ces modèles permettent d’étudier à la fois les mécanismes neuronaux intrinsèques et les facteurs environnementaux extrinsèques qui influencent la croissance axonale et la récupération fonctionnelle 3,4,9. L’utilisation de l’écrasement du nerf sciatique comme paradigme expérimental en neurosciences remonte à la fin du XIXe siècle29. En plus des modèles de compression nerveuse, la transection nerveuse est largement utilisée pour étudier la régénération axonale et la récupération fonctionnelle. Cependant, la transection classique du nerf sciatique suivie de suture chez la souris est souvent moins reproductible et fiable que chez les rats, en raison de la petite taille du nerf et de sa texturefragile 31.
En utilisant un modèle modifié de transection et de resuture du nerf sciatique, appelé « boucle avant transection », des modèles reproductibles de transection et de resuture du nerf sciatique ont étégénérés avec succès 25. Cette approche élimine le besoin de manipuler le nerf après la transection en pré-insérant la suture avant la coupe, réduisant ainsi le stress mécanique et minimisant la variabilité due à la technique chirurgicale. Des niveaux modérés de modulation GPX ont contribué à la récupération fonctionnelle après une transection complète du nerfsciatique de la souris 25. Le co-traitement des faibles concentrations ML162 (0,25 μM)32, de l’inhibiteur du GPX et du polyéthylène glycol (PEG, 500 mM)18,19,20,21,22,23,24 sur la lésion de resuture du nerf sciatique (SNT) a réussi à améliorer le score de comportement évalué par le pinc, l’asymétrie de la faille du pied et le test d’étalement des orteils 25,33.34. Les fragments d’axones distaux amputés des neurones du ganglion dorsal des mammifères (DRG) dégénèrent en moins de 3 jours, entraînant une perturbation des jonctions neuromusculaires (NMJ)6,35, et les neurones DRG régénératifs réinnervent les muscles pour récupérer leurs fonctions. Le groupe de co-traitement SNT/ressuture ML162/PEG a montré des NMJ innervées et des scores de comportement améliorés au début (3 jours après l’opération), indiquant une récupération précoce de la fonctionneuromusculaire 25.
Ici, la méthode de microsuture « boucle avant transection » et l’administration du médicament qui ont permis les observations ci-dessus chez la souris sont décrites. Un protocole de fusion PEG-Fusion déjà établi, qui permet une réparation rapide des nerfs de rat sectionnés, a été modifié18. Le polyéthylène glycol (PEG) a d’abord été rapporté comme favorisant la reconnexion exogène des axones géants médiaux (MGA) des écrevisses coupées invitro 36. Les protocoles de fusion PEG ont amélioré les résultats comportementaux dans 25 % à 30 % des essais impliquant des lésions par écrasement du nerf sciatique du rat, bien que la récupération fonctionnelle n’ait pas été observée aux premierspoints 34. Les affinements ultérieurs ont intégré le concept de scellement endogène parmembrane 37. Après une lésion nerveuse, la réparation rapide du plasmalémme est neuroprotectrice et prévient la neurodégénérescence. L’accumulation induite par Ca2+ de vésicules liées à la membrane facilite ce processus descellement 38. La transection nerveuse complète perturbe l’axolemme ainsi que les gaines endonévriales, périnébrales et épinéuriales au site de la lésion. La microsuture de la gaine épinéuriale aligne les moignons nerveux proximal et distal. Lors de l’étape de suture, l’utilisation d’une solution physiologique hypotonique Ca2+ libre réduit la formation de vésicules enfermées par la membrane, maintenant les gaines endonébrales et périnébrales ouvertes et permettant de les approcher étroitement par les sutures épinéuriales. Par la suite, l’application de solution saline contenant Ca2+ induit l’accumulation de vésicules pour sceller la perturbation plasmalémalerestante 18.
Dans ce protocole, des souris adultes FVB (8-10 semaines) et des souris C57BL/6 ont été utilisées, sans différence spécifique à la souche observée. Le nerf sciatique chez la souris se situe à environ 1 à 2 mm sous le muscle glutéen au niveau du milieu des cuisses et est notablement plus fin et plus fragile que chez les rats, nécessitant une plus grande précision chirurgicale lors de la dissection et de la suture. Il faut veiller à éviter un étirement excessif des nerfs ou une manipulation excessive qui pourrait compromettre la récupération fonctionnelle. Cette approche consiste à sectionner complètement le nerf, créant un espace physique entre les moignons proximal et distal. Parce que cet écart inhibe la régénération axonale directe, la récupération réussie nécessite généralement une intervention microchirurgicale ou une greffe nerveuse.
Étant donné que le nerf sciatique de la souris est plus fin et plus délicat que celui du rat, une plus grande précision chirurgicale est requise. Bien que la microsuture soit couramment utilisée, elle peut involontairement provoquer des traumatismes supplémentaires dus à une manipulation excessive ou à des passages répétés del’aiguille 39. Ces limitations peuvent introduire une variabilité et potentiellement perturber l’évaluation de nouvelles stratégies thérapeutiques. Par conséquent, obtenir des résultats chirurgicaux constants tout en minimisant les lésions nerveuses induites par la suture est essentiel pour évaluer de manière fiable la récupération fonctionnelle dans les modèles de transection nerveuse. En utilisant cette méthode « boucle avant transection », des modèles reproductibles de transection et de resuture du nerf sciatique ont été générés, et les effets du double traitement avec PEG et ML162 sur la récupération fonctionnelle ont été évalués. Dans l’ensemble, malgré son usage généralisé, le modèle de transection du nerf sciatique chez la souris pose des défis techniques en raison de la petite taille et de la fragilité du nerf. Cette méthode de resuture modifiée décrite ici répond à un besoin critique d’un protocole microchirurgical standardisé et reproductible qui minimise les dommages mécaniques.