Actualités et espoirs thérapeutiques

 

Introduction

Le laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), mis au point au début des années 60 a rapidement trouvé une utilisation dans le secteur médical. (Fig.1)

Les lasers à haute énergie, par leurs effets photo-oxydants, photoablatifs, thermiques et photomécaniques, sont très utilisés dans des usages antalgiques ou des applications thérapeutiques. Les lasers à basse intensité, grâce à leurs effets anti-inflammatoires, antiœdémateux et antalgiques, sont utilisés en thérapeutique pour aider à la cicatrisation des blessures spontanées ou induites par une intervention chirurgicale. On parle d’effet « biostimulant » car ils stimulent les activités et les métabolismes cellulaires et permettent de réguler un comportement cellulaire déficient.

 

 

Fig. 1 La variation de l’absorption des rayonnements lasers dans les tissus cibles permet des applications dans le domaine médical

  

1. Photobiomodulation ou LLLT :

Les effets positifs de la luminothérapie à faible puissance ou Low-Level Light Therapy (LLLT) ont été décrits in vitro et in vivo. (Fig.2) La LLLT induit une augmentation du métabolisme cellulaire, une croissance cellulaire accrue, une régénération cellulaire améliorée et une réponse anti-inflammatoire. L’apport énergétique provoque une excitation de la chaîne respiratoire mitochondriale, une augmentation du gradient de protons transmembranaire et de la force électromotrice mitochondriale.

Fig. 2 L’effet biostimulant en profondeur est favorisé avec l’utilisation de lasers pénétrants

 

Les LED médicales connaissent un véritable essor. (Fig.3) Elles peuvent émettre sur une gamme de longueur d’onde très étendue : depuis l’ultraviolet jusqu’au proche infrarouge. La lumière bleue aurait un effet antibactérien, la lumière verte un effet oxygénant, la lumière rouge un effet sur la cicatrisation et enfin les infra-rouges auraient un effet antalgique et anti-inflammatoire. Mais si la lumière bleue a un effet antibactérien, qu’en est-il de l’effet anti-viral de la photobiomodulation ? 

Fig.3 La photobiomodulation peut être utilisée pour traiter certaines pathologies algiques, ici traitement d’une dorsalgie avec un dispositif médical de photothérapie (ATP38®)

 

2. Effet anti-viral de la LLLT : revue de littérature

 

Une recherche bibliographique sur Pubmed associant les termes "Low-Level Light Therapy" (LLLT) et "virus" retrouve essentiellement des études sur le virus HSV, une étude in vitro portant sur le virus Zika et une étude in vitro sur le virus HIV.

Les études sur le HSV sont en majorité in vivo (8 articles), 2 ciblent plus particulièrement les névralgies. On retrouve une seule étude in vitro.

Le tableau ci-dessous résume les résultats de la recherche bibliographie « LLLT » et « virus » :

 

3. Applications possibles de la LLLT dans le contexte infectieux actuel

 

Fig.4 SARS-Cov2 et Covid-19 – A propos de l’actualité médicale

 

La Covid-19, abréviation de coronavirus disease 2019, est une maladie infectieuse émergente. Il s’agit d’une zoonose virale dont les symptômes communs sont une fièvre, une toux sèche et de la fatigue. En novembre 2019, à Wuhan (Chine) apparaissent les premiers cas, caractérisés par une pneumopathie atypique. Cette épidémie est requalifiée en pandémie en mars 2020 par l’OMS. Cette maladie est provoquée par le Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) qui est un virus enveloppé, ARN simple brin. Ce virus est de la même classe que le coronavirus SARS-CoV qui s'est fait connaître en 2003-2004. Le nombre de cas de Covid-19 croît exponentiellement chaque jour provoquant une urgence à trouver un traitement effectif en attendant le vaccin en cours de développement.

Le virus est constitué de plusieurs types de protéines : S, E, M et N. Les glycoprotéines S forment les protubérances de la "couronne" et se lient au récepteur cellulaire ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2) exprimé dans les poumons, les artères, le cœur, les reins et les intestins. (Fig.4) Le virus fusionne alors avec la cellule hôte puis se réplique via la machinerie cellulaire. Liu TC-Y, dans une conférence en 2003, suggère que la photobiomodulation a une influence sur les mécanismes de transduction du signal (STM) des récepteurs membranaires du virus SARS-CoV. Il propose de l’appliquer pour inactiver les coronavirus à l’origine de SARS en utilisant de la lumière allant des UVA (320—400 nm) à l’infra-rouge.

Dans les cas graves de Covid-19, le virus SARS-CoV-2 provoque une réponse immunitaire excessive du système immunitaire inné, aboutissant à des taux très élevés de molécules pro-inflammatoires (interleukines IL-2, IL-7, IL-10 , TNF-alpha). Cet "orage cytokinique" peut provoquer une atteinte cardiaque. L’effet anti-inflammatoire induit par les infra-rouges pourrait être bénéfique dans le traitement de l’infection au SARS-CoV-2 en réduisant la réaction inflammatoire exacerbée. 

La recherche bibliographique portant sur la LLLT et les virus ne retrouve pas d’étude portant sur l’utilisation de la photobiomodulation pour traiter des infections des voies aéro-digestives supérieures ou inférieures. La LLLT a cependant été étudiée pour le traitement de l’inflammation induite sur des poumons de souris (modèle pour la recherche sur la BPCO, Broncho Pneumopathie Chronique Obstructive), en montrant des résultats prometteurs pour le traitement des pathologies inflammatoires du poumon. Cet aspect pourrait être intéressant pour traiter l’hyper-inflammation de la Covid-19, bien que ne concernant pas directement le processus infectieux. 

Certains coronavirus pourraient se propager par une voie synaptique vers le centre cardiorespiratoire médullaire à partir des mécanorécepteurs et des chimiorécepteurs des poumons et des voies respiratoires inférieures (nerf olfactif), provoquant des défaillances respiratoires aiguës. La luminothérapie a été testée positivement sur le HSV et sur le virus Zika, qui sont des virus à tropisme neurologique. On peut alors émettre l’hypothèse que si la LLLT a un effet sur des virus à tropisme neurologique, elle pourrait également avoir un effet sur la migration neuronale du coronavirus.

 

Conclusion

 

L’effet anti-viral direct de la LLLT dans la Covid-19 reste à démontrer. Cette notion, proposée par Liu en 2003 n’a pas été prouvée scientifiquement sur les SARS-CoV. Par ailleurs, les mécanismes d’action de la LLLT n’ont pas encore été totalement élucidés. 

A l’heure actuelle, les anti-inflammatoires par voie systémique sont déconseillés dans le traitement de la Covid19. Or, chez certains patients, on remarque un excès de cytokines provoquant une atteinte cardiaque qui peut être fatale (atteinte myocardique, élévation du taux de troponine I). 

En traitant "localement" l’infection (thorax, fosses nasales), peut-être serait-il possible de bénéficier de l’effet anti-inflammatoire de la LLLT. 

Cette thérapie pourrait peut-être aussi éviter la migration du virus via les neurones, tout comme la LLLT agit sur les récurrences herpétiques (l’HSV étant un virus à tropisme neurologique). 

L’utilisation de la photobiostimulation chez les patients atteints du SARS-CoV-2 pourrait donc s’avérer bénéfique dans le traitement de la Covid-19 et mériterait une véritable expérimentation.

 

Bibliographie

Bello-Silva MS, de Freitas PM, Aranha ACC, Lage-Marques JL, Simões A, de Paula Eduardo C. Low- and high-intensity lasers in the treatment of herpes simplex virus 1 infection. Photomed Laser Surg. févr 2010;28(1):135‑9. 

Chen Y-T, Wang H-H, Wang T-J, Li Y-C, Chen T-J. Early application of low-level laser may reduce the incidence of postherpetic neuralgia (PHN). J Am Acad Dermatol. sept 2016;75(3):572‑7. 

De Carvalho RR, de Paula Eduardo F, Ramalho KM, Antunes JLF, Bezinelli LM, de Magalhães MHCG, et al. Effect of laser phototherapy on recurring herpes labialis prevention: an in vivo study. Lasers Med Sci. mai 2010;25(3):397‑402. 

Ferreira DC, Reis HLB, Cavalcante FS, Santos KRND, Passos MRL. Recurrent herpes simplex infections: laser therapy as a potential tool for long-term successful treatment. Rev Soc Bras Med Trop. juin 2011;44(3):397‑9. 

Knapp DJ. Postherpetic neuralgia: case study of class 4 laser therapy intervention. Clin J Pain. oct 2013;29(10):e6-9. 

Lago ADN, Furtado GS, Ferreira OC, Diniz RS, Gonçalves LM. Resolution of herpes simplex in the nose wing region using photodynamic therapy and photobiomodulation. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2018;23:237‑9. 

Liu TC-Y, Zeng C-C, Jiao J-L, Liu S-H. The mechanism of low-intensity laser irradiation effects on virus. In: Third International Conference on Photonics and Imaging in Biology and Medicine [Internet]. International Society for Optics and Photonics; p. 150‑4. Disponible sur: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/5254/0000/The-mechanism-of-low-intensity-laser-irradiation-effects-on-virus/10.1117/12.546134.short

Lugongolo MY, Manoto SL, Ombinda-Lemboumba S, Maaza M, Mthunzi-Kufa P. The effects of low level laser therapy on both HIV-1 infected and uninfected TZM-bl cells. J Biophotonics. oct 2017;10(10):1335‑44. 

Marotti J, Aranha ACC, Eduardo CDP, Ribeiro MS. Photodynamic therapy can be effective as a treatment for herpes simplex labialis. Photomed Laser Surg. avr 2009;27(2):357‑63. 

Muñoz Sanchez PJ, Capote Femenías JL, Díaz Tejeda A, Tunér J. The effect of 670-nm low laser therapy on herpes simplex type 1. Photomed Laser Surg. janv 2012;30(1):37‑40. 

Namvar MA, Vahedi M, Abdolsamadi H-R, Mirzaei A, Mohammadi Y, Azizi Jalilian F. Effect of photodynamic therapy by 810 and 940 nm diode laser on Herpes Simplex Virus 1: An in vitro study. Photodiagnosis Photodyn Ther. mars 2019;25:87‑91. 

Zupin L, Caracciolo I, Tricarico PM, Ottaviani G, D’Agaro P, Crovella S. Photobiomodulation therapy reduces viral load and cell death in ZIKV-infected glioblastoma cell line. Lasers Med Sci. déc 2018;33(9):2011‑3.