« Ceci est une bouteille de pilules », dit J.P. Errico, me montrant quelque chose qui n’est évidemment pas une bouteille de pilules.

Errico, cofondateur et PDG d’ElectroCore Medical, tient le GammaCore, un stimulateur non invasif du nerf vague. Si le travail d’ElectroCore R&D tient le coup, cet appareil est sur le point de transformer des décennies de preuves sur l’importance d’un seul nerf en un nouveau type de médecine: une thérapie électrique aussi bénigne qu’une baignade matinale et aussi simple que de faire éclater une pilule avec votre café.

Regardez un tableau d’anatomie et l’importance du nerf vague vous saute aux yeux. Vagus signifie « errant » en latin, et fidèle à son nom, le nerf serpente autour de la poitrine et de l’abdomen, reliant la plupart des organes clés — cœur et poumons inclus — au tronc cérébral. C’est comme une porte dérobée intégrée à la physiologie humaine, vous permettant de pirater les systèmes du corps.

La stimulation du nerf vague, ou VNS, a fait ses débuts dans les années 1990, lorsque Cyberonics, de Houston, a développé un stimulateur implanté pour traiter les cas particulièrement difficiles d’épilepsie. Cette application n’était qu’un début. Les chercheurs ont rapidement découvert que la stimulation avait le potentiel de traiter une variété de maladies, y compris des affections neurologiques douloureuses telles que les migraines et la fibromyalgie, des problèmes inflammatoires tels que la maladie de Crohn et l’asthme, et des affections psychiatriques telles que la dépression et le trouble obsessionnel-compulsif.

Malgré l’enthousiasme scientifique, les antécédents cliniques du SNV ont été mitigés. Les essais avec des patients souffrant de dépression résistante au traitement ont donné de bons résultats – mais pas assez bons pour convaincre les programmes d’assurance gérés par le gouvernement américain de payer pour son utilisation. En août dernier, un stimulateur produit par Boston Scientific a mal fonctionné dans un essai majeur avec des patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Cyberonics et ses concurrents sont toujours en train de déterminer quels signaux sont les meilleurs à envoyer le long du nerf vague pour puiser dans les systèmes du cerveau et réparer ce qui nous fait mal.

Les progrès ont été atrocement lents. Les traitements nécessitent généralement l’implantation d’un générateur d’impulsions de la taille d’une montre de poche dans la poitrine du patient, qui est câblé à une paire d’électrodes entourant le nerf vague dans le cou. Ces essais impliquent des patients pour lesquels toutes les autres options ont échoué ou ont été exclues et qui sont prêts à subir un « traitement invasif de dernier recours ». »

Mais que se passe-t-il si le SNV pouvait être la première chose que votre médecin vous a prescrite? Et si, comme le promet ElectroCore, c’était vraiment aussi facile que de prendre une pilule? C’est ce que vise la start–up basée dans le New Jersey. ElectroCore a développé le premier stimulateur du nerf vague non implanté: c’est un appareil portable que vous appuyez simplement contre votre cou. Si c’est tout ce qu’il faut pour pirater le cerveau et traiter certaines des conditions les plus troublantes, la médecine pourrait être très différente dans dix ans.

L’idée que ce nerf unique puisse avoir un effet si profond sur tant d’organes et de maladies différents peut sembler farfelue. Pour comprendre la logique sous-jacente de ce traitement, considérez l’anatomie du nerf vague et l’endroit où il se connecte au cerveau.

Le nerf se termine dans le tronc cérébral au niveau d’une structure appelée nucleus tractus solitarius. « Le NTS est une jonction dans le cerveau », explique Milton Morris, qui était jusqu’à récemment vice-président senior de R&D chez Cyberonics. De là, les signaux du nerf vague se déplacent vers d’autres structures cérébrales importantes aux noms latins déconcertants, telles que le locus coeruleus et les noyaux du raphé dorsal. La plupart de ces structures produisent des neuro-émetteurs – les produits chimiques utilisés par les cellules cérébrales pour communiquer – qui ont un effet inhibiteur, diminuant l’excitabilité d’un neurone.

Cette perspective anatomique clarifie la façon dont le SNV produit ses avantages thérapeutiques. Une crise d’épilepsie, par exemple, est le résultat de vagues d’excitation balayant le cerveau. Le déploiement des amortisseurs naturels du cerveau devrait — et apparemment le fait – provoquer l’extinction de ces ondes. Bon nombre des affections actuellement étudiées par les chercheurs du nerf vague impliquent probablement une surexcitation ou une hypersensibilité similaire. « L’épilepsie n’est peut-être qu’une extrémité d’un spectre », explique Errico.

Certaines connexions le long de ce spectre sont connues depuis longtemps: il y a environ 2400 ans, Hippocrate notait une association entre l’épilepsie et la dépression, deux affections maintenant traitées par le SNV. Les chercheurs sont tombés sur d’autres liens plus récemment: Errico et des scientifiques de l’Université Columbia ont découvert que les asthmatiques qu’ils traitaient avec succès par stimulation rapportaient moins de maux de tête.

ElectroCore a trouvé d’autres indices de relations entre les maladies en se penchant sur les plaintes des patients collectées par le National Health Service du Royaume-Uni. Le tri des données a aidé l’entreprise à identifier ses premières cibles cliniques — migraines et maux de tête en grappes — mais a également suggéré des orientations de recherche futures. Les données ont montré que les soins aux patients souffrant de maux de tête sont étonnamment coûteux, car ils consultent des médecins jusqu’à trois fois plus souvent que la moyenne et prennent jusqu’à quatre fois plus de médicaments. Mais tous ces soins de santé supplémentaires ne visent pas nécessairement à remédier à leurs maux de tête; ces patients ont tendance à avoir d’autres affections chroniques telles que la fibromyalgie, l’anxiété et l’asthme qui peuvent être traitées par le SNV. Les données suggèrent que ces conditions peuvent avoir une racine commune, au moins chez certains patients.

Aujourd’hui, ces problèmes sont servis par un marché pharmaceutique de plusieurs milliards de dollars. Mais ces médicaments ne fonctionnent pas toujours, et ils peuvent avoir des effets secondaires troublants. Donc, au lieu d’essayer d’écraser ces arrivistes électroniques, certaines grandes sociétés pharmaceutiques se lancent dans le jeu.

Le géant pharmaceutique britannique GlaxoSmithKline a été le plus populaire avec son soutien, inventant même le terme « électroceutiques » pour décrire les thérapies émergentes. « Notre objectif, fondamentalement, est de parler le langage électrique des nerfs pour obtenir un effet de traitement plus élevé », a déclaré Kristoffer Famm, responsable de la recherche en bioélectronique chez GSK, dans une récente interview. En 2013, GSK a créé une branche de capital-risque de 50 millions de dollars américains, Action Potential Venture Capital, pour financer des startups électroceutiques. Le premier choix a été la société d’implants pour nerf vague SetPoint Medical.

SetPoint a été cofondée par Kevin Tracey, neurochirurgien et immunologiste. Motivée par la mort mystérieuse d’un nourrisson brûlé sous ses soins, Tracey a ensuite prouvé l’existence du « réflexe inflammatoire » — une voie par laquelle le cerveau peut réprimer l’inflammation en envoyant des signaux à travers le nerf vague à la rate. SetPoint Medical se consacre à la manipulation de ce réflexe pour traiter la polyarthrite rhumatoïde et la maladie de Crohn, entre autres affections inflammatoires. Bien que sa thérapie nécessite un stimulateur implanté, le petit appareil s’insère entièrement dans le cou du patient, réduisant considérablement l’étendue de la chirurgie. La société a toujours cherché à rendre l’appareil aussi proche que possible d’un traitement médicamenteux, explique le directeur technique de SetPoint, Mike Faltys. « Nous n’avons pas reçu de financement pharmaceutique jusqu’à récemment », dit-il, « mais nous avons eu l’idée pharmaceutique dès le début. »

Pensez un instant aux pilules: vous les prenez soit selon un calendrier, soit en réponse à un symptôme. Ils sont portables et leur nombre peut être limité sur ordonnance.

L’appareil d’ElectroCore partage tous ces attributs, explique Errico. Un régime typique est de deux ou trois doses de 2 minutes deux fois par jour, mais si vous sentez une migraine arriver, vous pouvez utiliser le stimulateur pour contrer une attaque à part entière. L’appareil d’ElectroCore est plus petit qu’un iPhone 6, il est donc facile à ranger. (Les ingénieurs de la société ont récemment intégré un stimulateur dans le boîtier d’un smartphone Samsung juste pour montrer que cela pouvait être fait.) Et il peut être programmé par votre médecin pour délivrer un nombre défini de doses.

Fabriquer le premier stimulateur nerveux non invasif au monde était un défi d’ingénierie. Considérez le problème de signalisation: Le nerf vague est composé de nombreuses fibres nerveuses individuelles de plusieurs types différents, certaines transmettant des signaux dans le cerveau et d’autres vers les organes. Certains font des choses utiles telles que calmer l’excitation dans le cerveau ou signaler la rate pour réduire l’inflammation, mais d’autres font des choses qui pourraient être dangereuses telles que ralentir votre rythme cardiaque. Le signal doit pouvoir activer les « bonnes » fibres tout en laissant les « mauvaises » inchangées.

La difficulté est que pour atteindre le nerf, le stimulateur doit transmettre son signal à travers plusieurs centimètres de chair sans provoquer de contractions musculaires excessives. Le signal doit également traverser une couche de peau à la fois résistive électriquement et pleine de récepteurs de la douleur.

Les chercheurs d’ElectroCore savaient que diriger le signal à travers les bonnes fibres au lieu des mauvaises est juste une question de frapper un point doux de la force du signal. Leur véritable innovation était d’envoyer ce signal sans douleur à travers la peau, explique le vice-président de la recherche Bruce J. Simon. La clé, dit-il, est de comprendre que la peau agit comme le fait un condensateur dans un circuit de filtre: elle bloque le courant continu et les basses fréquences, mais un signal de fréquence suffisamment élevée le traversera. Mais les réponses cérébrales aux SNV dépendent de la fréquence. Le code de piratage du cerveau d’ElectroCore nécessite 25 impulsions d’une milliseconde par seconde — mais cette fréquence faible déclencherait des récepteurs de la douleur tout en traversant la peau. Ainsi, le stimulateur forme chacune des 25 impulsions à partir d’une rafale de 5 000 hertz. Les signaux à haute fréquence glissent sans douleur au-delà de la peau, ne perdant qu’environ la moitié de leur force en cours de route. Les fibres nerveuses elles-mêmes font le reste du travail, modifiant le signal qui les atteint de sorte que seul le train de 25 impulsions reste à propager dans le cerveau.

Le stimulateur portatif peut produire des impulsions à différentes tensions; parce que le cou et les nerfs des gens varient anatomiquement, la tension est réglable pour chaque patient — bien qu’elle reste toujours en dessous du niveau qui déclencherait les mauvais nerfs. Les chercheurs d’ElectroCore ont constaté que la tension optimale est à peu près égale au niveau qui provoque la contraction de la lèvre inférieure d’une personne.

« Mon numéro est le 28 », explique Frank Amato, directeur de l’exploitation de l’entreprise, en montrant l’appareil. Vous avez l’impression que tout le monde chez ElectroCore connaît son numéro. Je l’ai aussi essayé, mais sur mon bras et dans le but de faire contracter ma main. Mon numéro était le 12.

ElectroCore n’est pas le seul à chercher un moyen non invasif d’accéder au nerf vague. La société allemande Cerbomed a mis au point un stimulateur qui est suspendu à une partie de l’oreille où se trouve une branche mineure du nerf vague près de la peau. Les concurrents sont sceptiques quant au fait que la stimulation de cette petite branche provoquera des changements suffisants dans le cerveau, mais Cerbomed cite des études montrant que son stimulateur produit un schéma d’activation neuronale similaire à celui produit par des formes plus typiques de SNV. La société mène actuellement un essai clinique pour le traitement de l’épilepsie et a également expérimenté des traitements pour la migraine, la schizophrénie et les acouphènes.

Vous pourriez penser que le stimulateur non invasif du nerf vague d’ElectroCore inquiéterait les fabricants de systèmes plus conventionnels. Pour ces entreprises, tout est une question de conformité et de contrôle.

L’observance est la capacité ou la volonté d’un patient de suivre une thérapie. Comme le souligne Morris, ancien membre du personnel de Cyberonics, certains patients de l’entreprise peuvent être trop malades pour utiliser de manière fiable un système auto-administré. Certains patients épileptiques, par exemple, peuvent sentir leurs crises arriver et activer leurs implants, mais d’autres ne ressentent pas une telle préfiguration. Les stimulateurs implantés peuvent délivrer leurs thérapies automatiquement. De plus, il peut prendre des mois, voire quelques années, pour que les patients épileptiques bénéficient pleinement de la stimulation du nerf vague, dit-il. « S’il ne reçoit pas de soulagement, un patient pourrait arrêter de fumer avant qu’il n’y arrive. »

Les entreprises qui fabriquent des stimulateurs invasifs du nerf vague aiment également la garantie qu’elles peuvent contrôler la délivrance d’un signal réglé avec précision au nerf vague seul. Cyberonics travaille également sur une thérapie d’insuffisance cardiaque, dans laquelle le médecin accélère soigneusement le signal électrique sur plusieurs semaines. Morris pense que cette progression serait trop difficile à contrôler sans implant.

La société MicroTransponder, basée à Dallas, développe un dispositif implanté pour traiter les acouphènes et les accidents vasculaires cérébraux. Le directeur scientifique de la société, l’ingénieur Navzer, a déclaré que les stimulateurs externes ne pouvaient pas correspondre à la précision de synchronisation et à l’intégrité du signal de son système. « Nous savons que cela fonctionne et nous connaissons les paramètres », dit-il. « Je ne suis pas sûr que nous connaissions ces paramètres si nous utilisions un système non invasif. »

Errico d’ElectroCore reconnaît que la conformité peut être un problème pour certains patients, mais il est convaincu que l’appareil de son entreprise a un contrôle suffisant pour traiter un large éventail de maladies.

Le plus grand avantage de l’approche non invasive est peut-être l’économie. Les implants doivent fonctionner à l’intérieur du corps pendant des années sans être endommagés ou causer eux-mêmes des problèmes, et cela ne coûte pas cher: Le programme d’assurance du gouvernement américain Medicaid paie environ 20 000 $ pour le dispositif d’épilepsie Cyberonics et son implantation. À ce prix, il n’est pas surprenant que les implants soient souvent un dernier recours. En revanche, le système non invasif d’ElectroCore coûte l’équivalent de 200 à 400 dollars en Europe, selon le nombre de doses programmées dans l’appareil.

À ce prix, Mark S, scientifique spécialiste de la stimulation cérébrale à l’Université de Médecine de Caroline du Sud. George imagine un scénario qui serait gagnant pour la technologie invasive et non invasive. Comme toute thérapie, VNS ne fonctionne pas pour tout le monde. Même dans son utilisation la plus établie, l’épilepsie, le SNV n’aide qu’environ 40% de ceux qui reçoivent l’implant. George suggère que les patients pourraient commencer par une stimulation non invasive, et s’ils y répondent, ils pourraient poursuivre la procédure d’implantation en sachant à l’avance qu’ils en bénéficieront. Cela réduirait globalement les coûts, car moins de patients obtiendraient inutilement des implants.

En tout cas, ElectroCore a encore beaucoup à prouver: Bien que son appareil ait satisfait aux normes réglementaires européennes en tant que traitement des migraines et autres maux de tête, l’approbation du marché américain nécessite des essais cliniques plus rigoureux, qui sont actuellement examinés par la Food and Drug Administration. Et les scientifiques de l’entreprise étudient toujours des applications potentielles en gastro-entérologie, en psychiatrie et en pneumologie.

Si les essais cliniques finissaient par prouver la valeur de ce système pour d’autres maladies chroniques, son faible prix le rendrait compétitif par rapport aux traitements médicamenteux standard. Et contrairement aux traitements pharmaceutiques, le stimulateur nerveux ne semble avoir aucun effet secondaire majeur. D’où le buzz sur les électroceutiques. Quiconque souffrira un jour de l’un de ces maux ou se soucie de quelqu’un qui le fait — en d’autres termes, à peu près tout le monde — pourrait bientôt bénéficier de cette nouvelle ère électronique de la médecine.

Cet article est initialement paru sous le titre « Suivez le nerf errant. »