Comment fonctionne la photobiomodulation ?

La photobiomodulation (PBM) utilise une lumière de faible intensité — généralement dans le rouge ou le proche infrarouge — qui interagit avec différents photoaccepteurs présents dans les cellules et les tissus.

Parmi les mécanismes les plus étudiés figurent ceux impliquant les mitochondries, organites cellulaires jouant un rôle essentiel dans la production énergétique et la signalisation cellulaire.

Schématiquement :

Lumière → photoaccepteurs cellulaires → modulation de la signalisation cellulaire → réponse biologique

Au cœur de la cellule : le rôle des mitochondries

Parmi les mécanismes les plus étudiés, les photons peuvent interagir avec différents photoaccepteurs cellulaires, notamment au niveau mitochondrial, où la cytochrome-c oxydase, une enzyme de la chaîne respiratoire, a fait l'objet de nombreux travaux.

Ces interactions peuvent influencer plusieurs mécanismes cellulaires, notamment le fonctionnement mitochondrial, la production d'ATP et différents signaux impliquant les espèces réactives de l'oxygène (ROS) et le monoxyde d'azote (NO).

Il ne s'agit donc pas simplement de « donner de l'énergie » aux cellules. La PBM entraîne plutôt une modulation de la signalisation cellulaire. Celle-ci peut secondairement influencer l'expression de certains gènes, l'activité de facteurs de transcription et la production de médiateurs intervenant notamment dans l'inflammation, la réparation et la réponse à la douleur.

L’hormèse : l’importance de la juste dose

La réponse biologique n'est pas nécessairement proportionnelle à la quantité de lumière reçue. Il existe une fenêtre thérapeutique : une dose adaptée peut stimuler ou réguler certains mécanismes biologiques, tandis qu'une dose insuffisante peut être inefficace et qu'une dose excessive peut diminuer, voire annuler, l'effet recherché.

C'est ce que l'on décrit comme une réponse biphasique à la dose.

C'est pourquoi la longueur d'onde, la puissance, l'irradiance, l'énergie délivrée, la durée d'exposition, la fréquence des séances et les caractéristiques du tissu traité sont des paramètres importants.

Moduler la réponse inflammatoire

La PBM peut moduler différentes voies de signalisation inflammatoire ainsi que la production de certains médiateurs et cytokines.

L'objectif n'est pas nécessairement de supprimer l'inflammation, puisque celle-ci fait partie des mécanismes normaux de défense et de réparation, mais plutôt d'en moduler la réponse lorsqu'elle devient excessive ou prolongée.

C'est pourquoi nous préférons parler de modulation de l'inflammation plutôt que de présenter un effet anti-inflammatoire comme universel.

Agir sur certains mécanismes de la douleur

Plusieurs mécanismes peuvent intervenir simultanément : modulation de médiateurs inflammatoires, effets sur l'excitabilité et la transmission nerveuses, microcirculation et environnement métabolique des tissus.

Cela explique pourquoi la PBM est étudiée en odontologie pour certaines douleurs postopératoires, douleurs oro-faciales et troubles temporo-mandibulaires, entre autres indications.

Accompagner la cicatrisation et la réparation tissulaire

Les signaux induits par la lumière peuvent influencer l'activité de différentes cellules participant à la réparation tissulaire : fibroblastes, cellules endothéliales, ostéoblastes et, selon les tissus et les conditions expérimentales, certaines cellules progénitrices.

Des effets sont ainsi étudiés sur la synthèse de la matrice extracellulaire, la microvascularisation, la prolifération et la migration cellulaires, ainsi que sur certains mécanismes participant à l'ostéogenèse et au remodelage osseux.

Créer des conditions favorables aux capacités biologiques de l’organisme

La lumière délivrée à faible intensité interagit avec différents photoaccepteurs cellulaires, notamment au niveau mitochondrial. Ces interactions peuvent moduler le métabolisme énergétique et différents signaux cellulaires susceptibles d'influencer la réponse inflammatoire, la douleur et les mécanismes de réparation tissulaire.

La photobiomodulation ne se substitue donc pas aux capacités biologiques de l'organisme : elle cherche à moduler l'environnement cellulaire afin de créer, lorsque l'indication et les paramètres utilisés sont appropriés, des conditions favorables à leur expression.

Références scientifiques principales

1. Arany PR. Photobiomodulation therapy. JADA Foundational Science. 2025;4:100045. doi:10.1016/j.jfscie.2025.100045.
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