Remarcher grâce à un exosquelette

En France, environ 8 000 personnes vivent avec la maladie de Charcot. Cette affection neurodégénérative rare atteint progressivement les neurones moteurs du cerveau et de la moelle épinière. Pour ces patients, qui perdent au fur et à mesure l’usage de leurs muscles jusqu’à la paralysie, les solutions thérapeutiques restent limitées. Pierre-François Pradat et son équipe du Laboratoire d’imagerie biomédicale à Paris veulent réinventer leur prise en charge grâce à Atalante X, un exosquelette de rééducation.

Un reportage à retrouver dans le magazine de l’Inserm n°70

Au détour d’une ruelle parisienne grise et ordinaire, nous nous apprêtons à faire une rencontre avec le futur. Nichée au cœur de Châtelet-Les Halles, la façade ancienne du bâtiment n’indique en rien la présence d’une des dernières prouesses technologiques du moment, qui se cache dans ses étages. Un voyage en ascenseur nous rapproche de notre but. Les portes s’ouvrent. Nous l’apercevons enfin pour la première fois. Il se tient là, inanimé, prêt à se lever et à faire le premier pas. L’équipe de la société Wandercraft qui nous accueille procède aux introductions. Voici Atalante X, l’exosquelette de rééducation qui permet aux patients présentant des troubles de la marche plus ou moins sévères de se lever, de se déplacer, et de faire de l’exercice sans utiliser leurs mains. Le dispositif semble tout droit sorti d’un film de science-fiction.

Made in France

Margaux Blum, responsable clients en santé et kinésithérapeute spécialisée en neurologie à Wandercraft, l’entreprise qui a développé Atalante X, nous explique que l’exosquelette permet une marche assistée sans avoir besoin de ses mains comme ça peut être le cas avec un siège roulant. La structure robotisée est capable de se stabiliser de manière autonome pour que les patients qui peinent à se déplacer puissent remarcher en toute sécurité. Une vraie prouesse technologique.

L’exosquelette est entièrement imaginé et conçu sur place. Toutes les pièces, jusqu’aux textiles de l’appareil, sont fabriquées et assemblées en France. Nous faisons le tour des locaux, de l’atelier de production et des salles de R&D. « Ici, c’est le terrain de jeux de nos ingénieurs. Les exosquelettes sont poussés à leurs limites pour voir ce qu’ils peuvent faire ou non, et comment les améliorer, explique Margot de Courville, responsable marketing produit en santé à Wandercraft. Tout est centralisé ici-même. »

Mise en marche

De retour au centre de marche, nous n’avons qu’une seule hâte, c’est de voir Atalante X en action. Carolina Mauricio, kinésithérapeute spécialiste clinique chez Wandercraft, assure la démonstration. Mais avant d’être harnachée, des mesures de son fémur, son tibia, son bassin et son poids doivent être effectuées. « Les mensurations permettent d’adapter les algorithmes de l’exosquelette et de personnaliser les angles de marche à chaque utilisateur », explique-t-elle.

Carolina Mauricio s’installe enfin dans l’Atalante X. Elle se lève et s’élance. L’exosquelette la guide et l’accompagne dans ses mouvements. « Tout est plus facile », décrit-elle. Chacun de ses pas est porté vers l’avant avec une fluidité déconcertante. L’exosquelette devient une seconde peau qui suit et appuie la moindre intention de mouvement. L’exosquelette propose différents modes de marche. Le premier permet d’effectuer des petits pas très stables mais peu physiologiques – afin de commencer les séances en douceur et de mettre les patients en confiance. Le second mode reproduit une marche réaliste, qui mime les mouvements naturels, non pathologiques, au plus proche de la réalité. L’assistance de chaque articulation de l’exosquelette peut également être adaptée aux besoins des différents patients, mais aussi en fonction des exercices qui visent à tester les exigences et les réalités du terrain.

Rééduquer le cerveau

Au-delà de l’assistance immédiate, cet exercice a un impact réel sur la progression de leurs symptômes. Le neurologue Pierre-François Pradat, assisté par Ghida Trad, kinésithérapeute et doctorante, aussi présente sur place, a notamment montré l’intérêt de cette approche chez les patients atteints de la maladie de Charcot. Également connue sous le nom de sclérose latérale amyotrophique (SLA), cette pathologie neurodégénérative incurable se manifeste par une faiblesse musculaire et une atrophie des muscles allant jusqu’à la paralysie. Chez les patients atteints de SLA, la neurodégénérescence provoque l’inactivation de certains circuits cérébraux. Mais le cerveau est plastique. Pour compenser, d’autres circuits prennent le relais, notamment au niveau du cervelet, explique Pierre-François Pradat : « L’idée était de voir si une rééducation par la marche pouvait favoriser l’activation de ces systèmes de compensation. Mais pour réactiver les bons circuits, il fallait un système qui reproduise au maximum la marche naturelle, d’où notre intérêt pour l’exosquelette de Wandercraft. »

Ralentir la progression de la maladie

L’exosquelette a été testé sur une dizaine de patients. Pendant 4 mois et demi, leurs capacités – force musculaire, marche, équilibre, contrôle postural, capacité pulmonaire, spasticité (mouvements involontaires), mais aussi constantes, paramètres de la SLA, douleur, fatigue, anxiété, dépression et qualité de vie – ont été évaluées toutes les 3 semaines, avant, pendant et après l’entraînement avec l’exosquelette. Les 6 premières semaines permettent à la fois d’établir l’état physique de référence des patients et de suivre l’évolution naturelle de leur maladie. Ils passent ensuite par 18 séances d’entraînement, espacées sur 6 semaines, et composées de 30 minutes de marche suivies de 10 minutes d’activités plus ludiques dédiées aux membres supérieurs (boxe, lancer de balle, badminton). Enfin, les 6 dernières semaines évaluent le maintien des effets de l’entraînement après son arrêt.

« L’exosquelette est non seulement bien toléré, mais il est aussi apprécié par les patients. Au fur et à mesure des séances, ils gagnent en confiance, se sentent moins raides et font de plus en de pas », observe Ghida Trad. Les premiers bénéfices cliniques observés sont encourageants : la progression des symptômes et la maladie semblent freinées pendant la phase d’entraînement. Et ces effets persisteraient en partie après l’arrêt de l’utilisation de l’exosquelette.

Malgré ces résultats préliminaires prometteurs, les participants sont trop peu nombreux et leurs symptômes trop hétérogènes pour que les résultats aboutissent à un effet statistiquement pertinent. « Les améliorations cliniques sont bien présentes, mais certains patients vont bénéficier davantage de l’entraînement avec l’exosquelette que d’autres, explique Pierre-François Pradat. Ceux qui conservent encore des capacités motrices ont le plus à gagner de ce programme. » L’étude, qui a abouti à plusieurs publications scientifiques, aura cependant permis d’identifier des marqueurs cliniques quantitatifs et fiables d’évolution de la maladie, une première dans la littérature.

La prochaine étape pour les chercheurs ? Trouver les mécanismes qui expliquent cette amélioration. Est-elle liée à un progrès musculaire, à une meilleure transmission entre le nerf et le muscle, à l’amélioration de la plasticité au niveau de la moelle épinière, du cerveau ? Beaucoup de questions encore en suspens.

Pierre-François Pradat et Ghida Trad sont chercheurs au Laboratoire d’imagerie biomédicale (unité 1146 Inserm (Institut national de la santé et de la recherche médicale.)/CNRS/Sorbonne Université), à Paris.

Photos : Inserm/François Guénet – Autrice : M. R.

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