Le son & L'audibilité
Régénération des cellules ciliées
Les cellules ciliées sont des cellules sensorielles coiffées de structures filamenteuses, les stéréocils qui tapissent la cochlée des vertébrés. Ces cellules sont disposées le long d'une membrane (la membrane balisaire) qui vient partitionner la cochlée en deux chambres. L'ensemble des cellules ciliées et des membranes est l'organe de Corti. Chez l'Homme, les cellules ciliées sont de deux sortes: les cellules ciliées externes, de forme cylindrique, se contractant périodiquement afin d'amplifier le signal sonore et les cellules ciliées internes, en forme de poire, transformant le signal précédemment amplifié en message nerveux. Au nombre de 15 000 à la naissance, elles constituent son capital auditif. Les cellules ciliées situées au début de la cochlée reçoivent les fréquences aigües, et celles situées à la fin de la spirale reçoivent les fréquences graves. Elles sont indispensables à la transmission du son vers notre cerveau. Malheureusement lorsqu’elles sont détruites elles ne sont pas remplacées et cela peut mener à des problèmes d’audition voire à la surdité.
La déviation des stéréocils de la cellule ciliée interne ouvre, mécaniquement des canaux ioniques, qui permettent l'entré d'ion K+ dans la cellule cillée interne. Cet afflux d'ions positifs, venant de l'endolymphe, dépolarise la cellule et entraîne un potentiel de récepteur. Ce potentiel de récepteur ouvre des canaux calciques voltage-dépendants et des ions calcium Ca2+ pénètrent dans la cellule. Cette entrée d'ion calcium déclenche la libération d'un neurotransmetteur à la base de la cellule: le glutamate. La libération du glutamate est réalisée grâce à des structures particulières fixées à la base de la cellule cilliée interne: les rubans synaptiques.
Au moins une dizaine de fibres afférentes sont connectés par cellule ciliée externe. Elles sont de trois catégories: fibres à bas seuil (son faible), fibres à seuil modéré (son modéré) et fibres à haut seuil (son fort). Chacune des fibres nerveuses afférentes est reliée à un ruban synaptique d'une cellule ciliée interne.
Le glutamate se fixe sur des récepteurs spécifiques de fibres nerveuses afférentes et donc déclenche des potentiels d'action dans le nerf. De cette manière, le signal de bruit mécanique est convertie en un signal électrique.
Les cellules ciliées internes sont donc des cellules vibratiles, dont la mise en mouvement par une onde déclenche la libération de neurotransmetteurs. Le signal est alors transmis jusqu’aux aires auditives du cerveau. Ces cellules sont donc des "capteurs de vibrations", et sont connectées à la voie afférente.
Par zooms successifs, on observe :
- une coupe transversale de la cochlée,
- l'organe de Corti,
- la cellule ciliée
Pour l'instant, et probablement pour des années, la régénération des cellules ciliées de la cochlée humaine va rester un rêve, peut être inaccessible... En tout cas, des équipes de recherche sont sur la voie, encouragées par des résultats probants obtenus notamment sur des cochlées d'oiseaux.
Une grande majorité des surdités acquises est liée à la dégénérescence des cellules ciliées. Schématiquement, on passe par 3 stades : organe de Corti normal / destruction et disparition des cellules ciliées et des cellules support / monocouche de cellules non différenciées.
Le défi de la régénération est maintenant d'inciter cette monocouche cellulaire à développer un nouvel organe de Corti fonctionnel : de nouvelles cellules ciliées qu'il faudra alors aider à se reconnecter au cerveau.
Deux directions sont en cours de recherche. L'une consiste à tenter de « réveiller », avec des molécules appropriées, quelques cellules souches dormantes qui peuvent se trouver dans la monocouche cellulaire, pour les faire développer en cellules ciliées. L'autre est de tenter la greffe de cellules souches embryonnaires dans la cochlée, puis de les aider à se différencier en cellules ciliées pour prendre la place des cellules manquantes.
Dans les deux cas, le challenge est de taille et l'on ne peut encore prédire le succès, ni bien sûr donner une date, pour une éventuelle application thérapeutique!
D'autres chercheurs comme Brigitte Malgrange et son équipe sont sur une piste très sérieuse qui permettrait de régénérer ces cellules au sein de l’oreille interne: ils ont en effet constaté qu’en inhibant l’expression du gène de la protéine Ephrin-B2 ou la fonction de celle-ci, les cellules de soutien de l’organe de Corti se différencient en cellules ciliées. Ils sont ainsi parvenus à créer de nouvelles cellules ciliées directement au bon endroit au niveau de l’oreille interne
Dans l'attente d'un éventuel succès de ces recherches, on peut imaginer un avenir plus proche vers d'autres applications des thérapies cellulaires et géniques. En particulier, les connaissances des gènes impliqués dans de nombreuses surdités progressent constamment: on peut donc envisager un future thérapeutique permettant de corriger le gène défectueux, afin de rétablir le fonctionnement du système auditif.