Quelle est la fonction de la barrière hémato-encéphalique ?

Quelle est la fonction de la barrière hémato-encéphalique ?

Le cerveau est séparé du reste de l’organisme par la barrière hémato-encéphalique. Comment les virus traversent-ils la barrière hémato-encéphalique pour accéder au système nerveux central ? Comment fonctionne la barrière hémato-encéphalique ?

Comment définir la barrière hémato-encéphalique ?

La barrière hémato-encéphalique est une barrière hautement sélective qui a pour fonction principale de séparer le système nerveux central (SNC) de la circulation sanguine. Son mécanisme permet de contrôler étroitement les échanges entre le sang et le compartiment cérébral. La barrière hémato-encéphalique isole donc le cerveau du reste de l'organisme et lui procure un milieu spécifique, différent du milieu intérieur du reste de l'organisme.

La barrière hémato-encéphalique a des propriétés filtrantes particulières qui lui permettent d’empêcher que des substances étrangères potentiellement toxiques ne pénètrent dans le cerveau et la moelle épinière.

Quel est le rôle de la barrière hémato-encéphalique ?

Cette barrière hémo-encéphalique grâce a son filtre hautement sélectif peut permettre le passage de l'eau, de certains gaz et de molécules liposolubles par diffusion passive, ainsi que le transport sélectif de molécules telles que le glucose et les acides aminés qui jouent un rôle crucial dans la fonction neuronale et empêcher l'entrée de neurotoxines potentielles lipophiles, par le biais d'un mécanisme de transport actif à médiation par la glycoprotéine.

Les astrocytes (aident au maintien de l'environnement chimique et électrique en donnant des nutriments nécessaires au cerveau et en évinçant leurs déchets) sont essentiels à la création de cette barrière.

La barrière hémato-encéphalique protège le cerveau contre les toxines et les messagers qui circulent dans le sang.

Par ailleurs, ce rôle est à double tranchant, car il empêche également l’entrée de molécules à visée thérapeutique.

Quelles sont les pathologies liées à la barrière hémato-encéphalique

Certains virus peuvent malgré tout passer cette barrière soit par le sang soit par transport « axonal rétrograde ». Les dérèglements de la barrière hémato-encéphalique sont causées par différentes maladies.

Les maladies neurodégénératives

En raison de sa fonction essentielle dans la tenue de l’homéostasie cérébrale, la barrière hémato-encéphalique peut aussi être le démarrage de certaines maladies neurologiques comme les maladies neurodégénératives et lésions cérébrales comme la maladie d’Alzheimer (MA) mais qui demeurent très rares.

Le diabète sucré

D’autres maladies comme le diabète sucré, ont également de mauvaises répercussions sur le maintien de la barrière hémato-encéphalique.

Les autres pathologies

D'autres pathologies, en revanche, interfèrent avec la fonction de l'endothélium de l'intérieur, c'est-à-dire que la totalité de la barrière hémato-encéphalique est endommagée par les actions provenant de la matrice extracellulaire.

En revanche, un certain nombre de maladies du cerveau se manifestent par le fait que certains agents pathogènes peuvent franchir la barrière hémato-encéphalique provoquant des infections cérébrales qui sont des maladies dévastatrices accompagnées d’une mortalité élevée ou chez les survivants de séquelles neurologiques graves. Ceux-ci comprennent, par exemple, une variété de micro-organismes pathogènes, bactéries, champignons le virus IH, le virus T-lymphotrope humain 1, le virus West Nile et des bactéries, telles que Neisseria meningitidis ou Vibrio cholerae.

Quant à la sclérose en plaques, les "agents pathogènes" sont des cellules du système immunitaire du corps qui franchissent la barrière hémato-encéphalique.

Les cellules métastatiques parviennent à traverser la barrière hémato-encéphalique dans certaines tumeurs non cérébrales et peuvent provoquer des métastases dans le cerveau (glioblastome).

Quel traitement ?

Administrer des traitements jusqu’au cerveau en passant la barrière hémato-encéphalique est un véritable parcours car elle empêche également l’accès des médicaments, surtout ceux qui possèdent une large structure moléculaire, à la zone qui doit être traitée.

Certains médicaments comme le Témozolomide, utilisé pour lutter contre le glioblastome a les propriétés chimiques et physiques qui lui permettent de passer la barrière et d’atteindre la tumeur.

L’une des possibilités étudiées pour tenter d’éliminer ce problème est de mettre en place des techniques qui peuvent pénétrer mécaniquement la barrière hémato-encéphalique.

La barrière hémato-encéphalique est un obstacle important au traitement, mais des recherches sont en études.

Diagnostic

Le premier produit de contraste mis au point pour l'IRM est le gadolinium (Gd) puis le Gd-DTPA77, qui permettait d’obtenir des IRM plus poussées pour le diagnostic de lésions locales de la barrière hémato-encéphalique. La molécule de Gd-DTPA est très imperméable pour franchir une barrière hémato-encéphalique saine.

Autres mécanismes d'imagerie

L’utilisation de la « tomographie d'émission monophotonique » ou la « tomographie par émission de positons ».

On peut aussi évaluer les défauts de la barrière hémato-encéphalique par la diffusion de produits de contraste appropriés, au moyen de la tomodensitométrie.

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