Les chercheurs de l'Université de Tohoku ont amélioré les méthodes actuellement disponibles pour le dépistage des médicaments contre les effets secondaires liés au cœur.

Le procédé consiste à fabriquer un petit trou dans une puce de silicium sur lequel des membranes lipidiques, semblables à ceux qui entourent les cellules, sont encouragés à grandir. Un canal ionique est ensuite synthétisé séparément et enfoncé dans la membrane lors de la centrifugation.

Les canaux ioniques sont des pores constitués de protéines présentes dans certaines membranes cellulaires, comme dans les cellules du muscle cardiaque. Ils s'ouvrent et se ferment pour laisser passer les ions, créer un signal électrique. Certains médicaments ont des effets secondaires en agissant sur ces canaux ioniques. L'astémizole antihistaminique, par exemple, qui a maintenant été retiré du marché américain, peut fermer un canal ionique potassium impliqué dans la régulation du rythme cardiaque. Sa prise pourrait entraîner des palpitations irrégulières.

Les scientifiques ont étudié des moyens de dépister les effets secondaires des médicaments sur les canaux ioniques. Les méthodes actuellement disponibles sont imparfaites. Dans une méthode, les cellules souches sont dirigées pour se transformer en cellules musculaires cardiaques qui ont le type spécifique de canal ionique ciblé pour les tests de dépistage de drogue. Cette méthode, cependant, est fastidieux et peut prendre jusqu'à 90 jours de préparation. Autre, des méthodes moins chronophages consistent à insérer des canaux ioniques dans des membranes lipidiques artificiellement formées recouvrant un petit trou réalisé dans une puce micro ou nanométrique. Mais les méthodes actuelles conduisent à la formation de membranes instables, réduisant leur efficacité lors des expérimentations.

Le professeur Ayumi Hirano-Iwata de l'Institut avancé de recherche sur les matériaux de l'Université de Tohoku et son équipe ont fabriqué trois puces de silicium avec des trous de forme différente et ont comparé leur capacité à héberger des membranes lipidiques contenant des canaux ioniques.

Chaque puce était constituée d'une épaisse couche de silicium recouverte d'une fine couche de nitrure de silicium, suivi d'une fine couche d'oxyde de silicium. Dans une série d'étapes, la partie centrale de la puce a été gravée pour créer un petit trou. La forme du trou variait très légèrement selon le type d'acide utilisé pour dissoudre le matériau. L'équipe a découvert que le trou qui offrait le plus de stabilité à la formation de membranes lipidiques avait un bord progressivement effilé. Un pourcentage plus élevé de membranes est resté attaché au bord effilé pendant la centrifugation (45 pour cent) et lorsque de petites forces leur ont été appliquées (75 pour cent), par rapport à ceux attachés aux deux autres trous (de 0 pour cent à 20 pour cent).

L'équipe a ajouté un canal ionique du muscle cardiaque synthétisé sans cellule, appelé hERG, aux membranes par centrifugation. Ils ont réussi à détecter les courants électriques des canaux et à bloquer les courants en administrant le médicament astémizole, qui a un effet indésirable bien connu sur les canaux hERG dans le cœur.

Leur approche a le potentiel « de servir de nouvelle plate-forme de dépistage pour évaluer les risques potentiels d'effets secondaires des médicaments agissant sur les canaux hERG des patients, " concluent les chercheurs dans leur étude publiée dans la revue Rapports scientifiques .