Évaluation de la luminothérapie proche infrarouge pour le traitement des maladies neurodégénératives : une profondeur de pénétration limitée dans le cerveau entrave probablement l’efficacité

Abstrait

Contexte : La luminothérapie proche infrarouge (NIR) est utilisée pour traiter divers troubles musculo-squelettiques. Il a été proposé que le traitement par lumière transcrânienne NIR puisse également être bénéfique pour la maladie d’Alzheimer (MA). Cependant, la capacité de la lumière NIR à pénétrer efficacement dans le cuir chevelu et le crâne et à induire des réponses cytoprotectrices dans le parenchyme cérébral n’a pas été suffisamment étudiée jusqu’à présent. Cette étude visait à évaluer si la quantité de lumière NIR pouvant pénétrer à travers le crâne humain peut provoquer un effet biologique. Méthodes : Trois appareils disponibles dans le commerce (un laser médical émettant de la lumière à une longueur d’onde de 905 nm et deux casques LED fonctionnant à des longueurs d’onde de 810 nm et 1 070 nm, respectivement) ont été utilisés pour mesurer la transmission de la lumière NIR à travers des crânes humains post-mortem avec un capteur de puissance thermique. En outre, les effets biologiques de la fraction de puissance lumineuse qui traversait le crâne ont été étudiés sur une lignée de cellules neuronales humaines et chez C. elegans. Résultats : Le laser à 905 nm a atteint des transmissions allant jusqu’à 0,31 % (173 u W/cm2) de sa puissance d’entrée, et les casques LED 0,71 % (41 u W/cm2 ; 810 nm) et 0,45 % (19 u W/cm2). ; 1070 nm) de leurs puissances d’entrée respectives. L’exposition à la lumière NIR à une densité de puissance de 134 mW/cm2 était suffisante pour activer le métabolisme mitochondrial dans les neurones humains en culture et dans C. elegans, comme le démontre l’activité accrue de la cytochrome c oxydase et l’induction de chaperons mitochondriaux. Cependant, cet effet stimulant n’était plus observé lorsque la densité de puissance appliquée était réduite à 2,5 mW/cm2. Conclusions : Plus de 99 % de la lumière NIR émise par les appareils étudiés était soit absorbée, soit diffusée par le crâne humain. La lumière résiduelle NIR qui atteindrait les structures cérébrales sous-jacentes était trop faible pour provoquer des effets biologiques. En conclusion, il est peu probable que le traitement par la lumière NIR soit efficace pour traiter les maladies cérébrales telles que la MA en raison de la faible pénétrabilité du crâne.