Une nouvelle méthode prédit la réponse du lithium avec une précision de 92%

Longtemps traitement de première intention du trouble bipolaire, le lithium n'est néanmoins efficace que pour environ un tiers des patients atteints de la maladie, et il faut parfois jusqu'à un an pour savoir s'il sera efficace ou non.

Dans une nouvelle étude, des scientifiques de l'Institut Salk affirment avoir trouvé un moyen de prédire, avec une précision de 92%, quelles personnes bipolaires répondront au lithium. Les résultats vérifient la découverte par le laboratoire d'une base cellulaire pour le trouble et pourraient aider les patients qui répondront au lithium ainsi que la grande majorité des patients qui ne le feront pas, leur évitant ainsi le processus douloureux de prendre un traitement inefficace.

«Ce qui est remarquable à propos de ce système, c’est que vous n’avez pas besoin d’utiliser 500 ou 600 cellules provenant de plusieurs patients», a déclaré l’auteur principal, le Dr Rusty Gage, professeur au laboratoire de génétique de Salk. «Cinq cellules d'un patient suffisent pour définir si quelqu'un réagit ou non au lithium.»

Plus de cinq millions d'Américains souffrent de trouble bipolaire, une maladie psychiatrique progressive qui, non traitée, expose les personnes atteintes à un risque élevé de suicide. Le lithium est le médicament préféré pour traiter le trouble, mais on ne sait pas pourquoi il fonctionne pour certaines personnes et pas pour d’autres.

Les travaux antérieurs de l’équipe de recherche ont offert un indice, montrant que les neurones des personnes atteintes de trouble bipolaire sont plus facilement stimulés, émettant des impulsions électriques plus rapidement que les neurones des personnes sans trouble. Les résultats ont montré que le maintien des neurones de certaines personnes dans un milieu infusé de lithium a calmé cette hyperexcitabilité.

«En 2015, nous avons découvert que les cellules cérébrales des personnes atteintes de trouble bipolaire sont plus sensibles aux stimuli que celles des autres personnes», a déclaré Gage. «Depuis lors, nous avons pu caractériser cette sensibilité plus en détail et discerner des schémas clairs dans les neurones des patients bipolaires qui nous permettent de prédire qui répondra au lithium et qui ne le fera pas.»

Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont cherché à mieux comprendre pourquoi, malgré une hyperactivité apparemment équivalente, les neurones de certains patients bipolaires réagissent au lithium alors que d’autres ne le font pas.

Cette fois, au lieu d'utiliser des cellules cutanées, les chercheurs ont reprogrammé les lymphocytes (cellules immunitaires) de six patients bipolaires entièrement nouveaux, dont certains sont des répondeurs au lithium connus. L'équipe a trouvé la même hyperexcitabilité dans les neurones dérivés des lymphocytes, confirmant leurs résultats antérieurs.

"Mais ensuite, nous avons commencé à voir quelque chose de plus", a déclaré le Dr Shani Stern, un associé de recherche Salk et co-premier auteur du nouvel article. «Bien que les répondeurs et les non-répondeurs produisent tous deux plus d'impulsions électriques et d'activité spontanée, lorsque nous examinons les propriétés électrophysiologiques, les deux groupes sont très différents l'un de l'autre.»

Les chercheurs ont caractérisé les schémas de déclenchement électrique des lignes neuronales des six patients, mesurant la hauteur des pics, la largeur des pics, le seuil pour provoquer une réaction et d'autres qualités. Les tendances globales étaient sensiblement différentes chez les répondants par rapport aux non-répondants.

«Ce travail était passionnant car nous avons reproduit la découverte précédente d'hyperexcitabilité neuronale dans les neurones provenant d'une nouvelle cohorte de patients diagnostiqués par un psychiatre différent, confirmant la robustesse de cette caractéristique et son utilisation potentielle pour le développement de médicaments», a déclaré le Dr Renata Santos, co-premier auteur et collaborateur de recherche Salk.

Se demandant si les différences pourraient être prédictives de la réactivité du lithium, les chercheurs ont formé un programme informatique pour reconnaître les variations entre les profils des répondeurs et des non-répondants en utilisant les schémas de déclenchement de 450 neurones au total sur six tours d'entraînement indépendants.

À chaque tour, ils ont recommencé à utiliser les neurones de cinq des patients pour entraîner le système. Ils ont ensuite testé le système avec les neurones du sixième patient, dont la sensibilité au lithium était connue de l'équipe mais pas du programme. Ils ont répété le processus cinq fois de plus, ce qui leur a permis de construire essentiellement six modèles indépendants.

Chaque modèle a été formé sur les données de cinq des six patients, laissant à chaque fois un patient différent des données de formation, puis laissant le modèle identifier le dernier patient comme répondant ou non-répondant. En utilisant les schémas de déclenchement de seulement cinq neurones de n'importe quel patient, le système a identifié la personne comme répondeur ou non avec une précision de 92%.

Les chercheurs affirment que leur méthode pourrait être appliquée à des lymphocytes prélevés sur des échantillons de sang de patients bipolaires pour aider à déterminer si des individus spécifiques répondraient au lithium.

«La reproduction des résultats scientifiques n’est pas très sexy, mais c’est cruciale», a déclaré Gage. «Lorsque différents scientifiques parviennent à obtenir les mêmes résultats dans différentes cellules de différents patients, nous pouvons être plus certains que nous sommes vraiment sur quelque chose qui sera bénéfique pour les patients.»

Les nouveaux résultats sont publiés dans la revue Psychiatrie moléculaire.

Source: Institut Salk