Un petit patch à micro-aiguilles améliore considérablement la récupération après une crise cardiaque
Une équipe de recherche dirigée par le Dr Ke Huang de la Texas A&M University a créé un patch conçu pour favoriser la réparation cardiaque après une crise cardiaque. Cet appareil utilise un système de micro-aiguilles spécialisé qui délivre une molécule thérapeutique directement dans le tissu cardiaque endommagé, favorisant ainsi la guérison tout en limitant les effets sur le reste du corps.
Le patch biodégradable contient des aiguilles extrêmement petites remplies de particules microscopiques transportant de l’interleukine-4 (IL-4), une molécule reconnue pour son rôle dans la régulation immunitaire. Lorsqu’elles sont placées à la surface du cœur, les micro-aiguilles se dissolvent et libèrent de l’IL-4 directement dans la région blessée, contribuant ainsi à créer des conditions propices à la guérison.
Huang et ses collègues ont rapporté leurs résultats dans Cell Biomaterials, grâce au financement des National Institutes of Health et de l’American Heart Association.
“Ce patch agit comme un pont”, a déclaré Huang, professeur adjoint au Département des sciences pharmaceutiques. “Les micro-aiguilles pénètrent dans la couche externe du cœur et permettent au médicament d’atteindre le muscle endommagé situé en dessous, qui est normalement très difficile d’accès.”
Comment les lésions cardiaques progressent après une crise cardiaque
Une crise cardiaque prive les cellules du muscle cardiaque d’oxygène et de nutriments, entraînant la mort d’un grand nombre d’entre elles. En guise de réponse protectrice, le corps forme du tissu cicatriciel dans la zone endommagée. Bien que cette cicatrice aide à maintenir la stabilité structurelle, elle ne se contracte pas comme un muscle cardiaque sain. En conséquence, le muscle restant doit travailler plus fort au fil du temps, ce qui peut contribuer à une insuffisance cardiaque.
L’équipe de Huang espère que son patch pourra interrompre cette progression. En amenant l’IL-4 directement sur le site de la blessure, le patch encourage les cellules immunitaires appelées macrophages à passer d’un mode pro-inflammatoire à un mode favorisant la guérison. Ce changement peut limiter le développement des cicatrices et améliorer les résultats à long terme.
“Les macrophages sont la clé”, a expliqué Huang. “Ils peuvent soit aggraver l’inflammation, soit aider le cœur à guérir. L’IL-4 aide à les transformer en aides.”
Pourquoi la livraison localisée est importante
Des tentatives antérieures visant à utiliser l’IL-4 pour réparer le tissu cardiaque impliquaient l’injection de la molécule dans la circulation sanguine, mais sa circulation dans tout le corps provoquait des effets indésirables dans d’autres organes. Le nouveau patch résout ce problème en concentrant le traitement précisément là où il est nécessaire.
“L’administration systémique affecte tout le corps”, a-t-il déclaré. “Nous voulions cibler uniquement le cœur.”
Réponses cellulaires inattendues liées à la guérison
L’une des découvertes les plus notables de l’étude a été un changement dans le comportement des cellules du muscle cardiaque après avoir reçu un traitement. Selon Huang, ces cellules sont devenues plus sensibles aux signaux provenant des tissus environnants, en particulier des cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins. Cette amélioration de la communication pourrait jouer un rôle important dans le rétablissement à long terme. “Les cardiomyocytes ne se contentaient pas de survivre, ils interagissaient avec d’autres cellules de manière à favoriser la récupération”, a-t-il déclaré.
L’équipe a également découvert que le patch réduisait les signaux inflammatoires provenant des cellules endothéliales, ce qui pouvait contribuer à d’autres lésions cardiaques. En outre, ils ont détecté une activité accrue dans une voie connue sous le nom de NPR1, qui soutient la santé des vaisseaux sanguins et la fonction cardiaque globale.
Les versions futures visent une utilisation mini-invasive
Pour le moment, la pose du patch nécessite une chirurgie thoracique ouverte, mais Huang espère créer une méthode moins invasive. Il imagine un modèle qui pourrait être administré via un petit tube, rendant le traitement plus facile et plus pratique en milieu clinique.
“Ce n’est que le début”, a-t-il déclaré. “Nous avons prouvé le concept. Nous souhaitons désormais optimiser la conception et la livraison.”
Huang s’associe désormais à Xiaoqing (Jade) Wang, professeur adjoint de statistiques au Collège des Arts et des Sciences. Ensemble, ils développent un modèle d’IA qui cartographie les réponses immunitaires et aide à orienter les futures administrations thérapeutiques immunomodulatrices.
