Bleu de méthylène et SLA : pourquoi les résultats diffèrent selon les modèles expérimentaux

Recherchez bleu de méthylène et SLA et vous trouverez deux affirmations qui semblent se contredire. L’une affirme que le colorant bleu a protégé les neurones dans des modèles de SLA. L’autre affirme qu’il n’a eu aucun effet chez une souris modèle de SLA. Les deux affirmations citent de véritables publications, et les deux méritent d’être prises au sérieux. La contradiction disparaît dès que l’on énonce le principe qui sous-tend chaque expérience : le modèle délimite la portée de la conclusion.

Un résultat obtenu chez un ver constitue une conclusion sur un ver. Un résultat obtenu chez un poisson au stade larvaire constitue une conclusion sur ce poisson. Aucun des deux ne constitue une conclusion sur un patient tant qu’un modèle mammalien reproduisant l’évolution de la maladie ne le confirme pas. Cet article compare côte à côte les deux publications les plus citées afin de montrer pourquoi leurs réponses diffèrent.

Les deux expériences dans un seul tableau

Gardez ce tableau sous les yeux pendant votre lecture. Toutes les différences importantes entre les études y figurent.

La génétique diffère, les espèces diffèrent, la voie d’administration diffère, le moment du traitement diffère et les critères d’évaluation diffèrent. Le génotype n’est qu’une différence parmi cinq ; cette comparaison ne peut donc pas démontrer que le bleu de méthylène agit sélectivement sur une voie particulière de la SLA. Elle démontre quelque chose de plus limité mais néanmoins utile : une amélioration importante sous exposition précoce et directe dans des modèles simples ne s’est pas retrouvée dans l’évolution chronique d’une maladie chez un mammifère traité par voie orale.

Le résultat positif : ce qu’a montré l’étude chez le ver et le poisson

L’étude de 2012 chez le ver et le poisson exprimait du TDP-43 ou du FUS humain mutant dans les motoneurones du ver et injectait de l’ARNm humain mutant dans des embryons de poisson. Il s’agit de modèles de protéotoxicité. Ils reproduisent sur quelques jours les effets toxiques de la protéine mutante sur la motricité et la morphologie des neurones, et non l’évolution complète de la SLA humaine adulte sur plusieurs années.

Le traitement a commencé très tôt. Les vers se développaient dès l’éclosion sur de l’agar contenant du bleu de méthylène. Les embryons de poisson étaient placés pendant la nuit dans une solution contenant le médicament à partir de 24 heures après la fécondation, puis leur comportement était testé environ deux jours plus tard. Aucune barrière hémato-encéphalique ne séparait le médicament du neurone comme chez un mammifère, et aucune concentration du médicament dans le plasma ou le cerveau n’a été mesurée.

Dans ces conditions, les effets étaient importants et cohérents. Les concentrations de 6 et 60 μM réduisaient toutes deux la paralysie dépendante de l’âge chez les vers TDP-43 et FUS. Au jour 12 de l’âge adulte, environ 80 pour cent des vers TDP-43 non traités étaient paralysés, contre environ 10 pour cent des vers traités dès l’éclosion. Un test synaptique allait dans le même sens : les vers TDP-43 présentaient une hypersensibilité à l’aldicarbe, un médicament utilisé pour évaluer la transmission neuromusculaire, et le bleu de méthylène ramenait la réponse vers la normale. Le nombre de prolongements de motoneurones en dégénérescence diminuait, avec l’effet le plus net à 60 μM. Chez le poisson, la nage déclenchée par le toucher s’améliorait nettement et les axones moteurs raccourcis retrouvaient une longueur plus proche de la normale à 30 ou 60 μM, bien que l’amélioration soit partielle plutôt que complète.

Les données sur le stress oxydatif sont compatibles avec une interprétation antioxydante. Les vers et poissons mutants présentaient des marqueurs élevés d’espèces réactives de l’oxygène qui diminuaient avec le traitement, et les vers normaux recevant du bleu de méthylène survivaient beaucoup plus longtemps à une exposition pro-oxydante que les vers non traités. Deux limites sont toutefois importantes. Les niveaux totaux des protéines mutantes TDP-43 et FUS ne diminuaient pas, et l’étude n’a pas quantifié directement les agrégats protéiques ; elle montre donc une amélioration fonctionnelle sans démontrer l’élimination des agrégats. Quiconque suit la manière dont les hypothèses redox et mitochondriales sont généralement formulées doit considérer le mécanisme comme étayé, mais non établi.

Le moment du traitement était le détail le plus instructif. Lorsque les auteurs attendaient le jour 5 de l’âge adulte pour commencer le traitement, le taux de paralysie au jour 12 était d’environ 55 pour cent, contre environ 10 pour cent lorsque le traitement commençait dès l’éclosion. Même médicament, même ver, même mutation, mais effet nettement plus faible. L’exposition prophylactique précoce expliquait une grande partie du bénéfice apparent.

Le résultat nul : ce qu’a montré l’étude chez la souris SOD1

L’étude de 2011 chez la souris posait une question plus difficile dans un système plus exigeant. Les souris congéniques SOD1 G93A évoluent d’un tremblement des membres postérieurs vers une altération de la démarche puis une perte du réflexe de redressement, jusqu’à un critère terminal prédéfini. Le traitement a commencé avant l’apparition des symptômes, au jour 45, puis s’est poursuivi quotidiennement, les observateurs évaluant l’état neurologique sur une échelle de 0 à 6. Il s’agit d’une expérience portant sur l’ensemble de l’évolution de la maladie, ce qui la rapproche davantage de ce qui importe à un patient qu’une courbe de paralysie chez un ver.

Les principaux résultats étaient nuls. L’apparition globale des signes survenait à 121 jours chez les témoins, contre 124 jours avec le bleu de méthylène, une différence non significative. La survie jusqu’au stade terminal était de 167 jours contre 170 jours, là encore sans différence significative. Quelques analyses secondaires favorisaient le traitement : les femelles présentaient un retard d’environ 7 jours dans l’apparition des signes, et les animaux traités passaient un peu plus de temps dans les stades légers et moins dans les stades sévères. Compte tenu de la petite taille des sous-groupes selon le sexe et du nombre élevé de comparaisons entre stades, ces résultats doivent être considérés comme générateurs d’hypothèses plutôt que comme des preuves. Aucun comptage neuronal, aucun test d’agrégation de SOD1 et aucun marqueur oxydatif ou inflammatoire n’ont été mesurés ; l’étude ne permet donc pas non plus de déterminer si le médicament a atteint ses cibles sans produire d’effet ou s’il ne les a tout simplement jamais engagées à cette dose. Une seule dose a été testée.

Les auteurs eux-mêmes ont souligné la limite la plus fondamentale, qui vaut dans les deux sens. Le modèle SOD1 G93A à grand nombre de copies reproduit bien la maladie liée à la toxicité de SOD1, mais les formes liées à SOD1 ne représentent qu’une petite fraction des SLA familiales et reposent sur une biologie différente de celle de la majorité des formes sporadiques. Ils ont suggéré de retester les candidats dans des modèles mammaliens fondés sur TDP-43. Cette suggestion est depuis devenue plus complexe, car les auteurs de l’étude chez le ver et le poisson indiquent qu’une autre étude du bleu de méthylène menée sur un modèle murin TDP-43 n’a pas non plus amélioré les critères moteurs. Un composé peut donc sembler très actif dans un système TDP-43 et ne produire aucun effet dans un autre système TDP-43. Le système compte autant que le gène.

Pourquoi une amélioration chez un ver ou un poisson ne peut pas établir un bénéfice chez les patients

Considérez chaque modèle comme répondant à une question différente.

Premièrement, la biologie diffère. TDP-43 et FUS sont des protéines de liaison aux acides nucléiques présentant des interactions génétiques communes dans ces systèmes simples, tandis que la toxicité de SOD1 passe par des mécanismes proximaux en partie distincts. Un médicament qui atténue un type de stress protéotoxique n’atténue pas nécessairement l’autre, et un succès contre une surexpression embryonnaire ne permet pas nécessairement de prédire un succès contre une neurodégénérescence lente de l’adulte accompagnée d’inflammation, d’implication gliale et de déclin systémique.

Deuxièmement, l’exposition diffère. Une exposition continue par bain à des concentrations micromolaires n’est pas équivalente à une administration orale. L’absorption intestinale, le métabolisme de premier passage, la liaison aux protéines plasmatiques, la pénétration cérébrale et l’élimination s’interposent tous entre une dose avalée et un motoneurone spinal. Aucune des deux études n’a mesuré les concentrations du médicament dans le système nerveux ; aucune ne permet donc de relier directement sa concentration à celle de l’autre.

Troisièmement, le moment du traitement diffère. Les bénéfices observés chez le ver et le poisson dépendaient fortement d’un traitement commencé avant l’accumulation de la pathologie. Chez la souris, le traitement a également débuté avant les symptômes, ce qui constitue un point fort, mais chez l’humain il commencerait presque toujours après leur apparition, donc encore plus tard. Un signal prophylactique dans un test sur embryon de deux jours constitue un point de départ pour la recherche, et non un modèle d’utilisation clinique.

Quatrièmement, les critères d’évaluation diffèrent. La paralysie à 12 jours, la sensibilité à l’aldicarbe, la longueur des axones en micromètres et la distance de nage sont des phénotypes proximaux. L’apparition des signes et la survie chez un mammifère intègrent l’ensemble des processus compensatoires et aggravants de l’organisme. Les médicaments modifient fréquemment des paramètres proximaux sans modifier la survie, ce qui explique l’utilisation de critères temporels jusqu’à événement chez les mammifères.

Les lecteurs qui souhaitent disposer d’une liste de contrôle pour le prochain titre médiatique peuvent reprendre celle de comment lire les études précliniques : demandez-vous quelle espèce a été utilisée, quel transgène, quelle dose et quelle voie d’administration, si les concentrations du médicament ont été mesurées, quand le traitement a commencé par rapport à la pathologie, si le critère d’évaluation était un phénotype à court terme ou l’évolution de la maladie, et si l’effet a été reproduit dans un second laboratoire. L’ensemble plus large des données humaines sur le bleu de méthylène reste la référence à consulter pour déterminer si l’un de ces signaux précoces a donné lieu à des données cliniques.

Ce que cela signifie pour les patients et les familles

Aucun protocole établi de bleu de méthylène pour la SLA ne découle de ces publications. L’étude positive justifie des recherches supplémentaires sur les mécanismes oxydatifs et synaptiques liés à la biologie de TDP-43 et de FUS. L’étude aux résultats nuls va à l’encontre de l’idée d’une modification de l’évolution de la maladie par une administration orale chronique à ce niveau d’exposition dans une maladie de type SOD1. Ensemble, elles décrivent une incohérence entre modèles, et non une recommandation thérapeutique.

La sécurité mérite une présentation aussi rigoureuse que l’efficacité. Les études de SLA chez la souris ne fournissent aucune information sur la sécurité du dosage chez l’humain, et le bleu de méthylène présente des risques réels d’hémolyse en cas de déficit en G6PD et de toxicité sérotoninergique lorsqu’il est associé à des médicaments sérotoninergiques. Une suspicion de déficit en G6PD, l’utilisation actuelle d’antidépresseurs et toute modification prévue d’un traitement médicamenteux doivent être discutées avec un clinicien, de même que les données générales de sécurité sur le bleu de méthylène avant de tirer des conclusions pratiques de résultats de laboratoire.

La conclusion tient en une phrase. Le bleu de méthylène a produit une amélioration importante sous exposition précoce des phénotypes TDP-43 et FUS chez le ver et le poisson au stade larvaire, mais pratiquement aucun bénéfice sur l’apparition des signes ou la survie dans une étude chronique chez des souris SOD1 traitées par voie orale ; l’interprétation rigoureuse est donc celle de données dépendantes du modèle qui ne justifient pas son utilisation chez les patients.