Pendant près de deux décennies, les cardiologues ont cherché des moyens de détecter les caillots sanguins dangereux avant qu'ils ne provoquent des crises cardiaques.

Maintenant, des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis rapportent avoir conçu des nanoparticules qui détectent les caillots et les rendent visibles pour un nouveau type de technologie à rayons X.

Selon Grégory Lanza, MARYLAND, Doctorat, un cardiologue de l'Université de Washington à l'hôpital Barnes-Jewish, ces nanoparticules élimineront les conjectures pour décider si une personne qui se présente à l'hôpital avec des douleurs thoraciques est en train de faire une crise cardiaque.

"Chaque année, des millions de personnes se présentent aux urgences avec des douleurs thoraciques. Pour certains d'entre eux, nous savons que ce n'est pas leur cœur. Mais pour la plupart, nous ne sommes pas sûrs, " dit Lanza, un professeur de médecine. En cas de doute, le patient doit être admis à l'hôpital et subir des tests pour écarter ou confirmer une crise cardiaque.

"Ces tests coûtent de l'argent et ils prennent du temps, " dit Lanza.

Plutôt qu'une nuitée pour s'assurer que le patient est stable, cette nouvelle technologie pourrait révéler l'emplacement d'un caillot sanguin en quelques heures.

CT spectral

Les nanoparticules sont conçues pour être utilisées avec un nouveau type de tomodensitomètre capable de « voir » les métaux en couleur. La nouvelle technologie, appelé CT spectral, utilise le spectre complet du faisceau de rayons X pour différencier des objets qui seraient impossibles à distinguer avec un tomodensitomètre ordinaire qui ne voit que le noir et le blanc.

Lanza dit que le nouveau scanner tire parti de la même physique que les astronomes utilisent pour regarder la lumière d'une étoile et dire quels métaux elle contient.

"Ils regardent le spectre des rayons X, et le spectre de rayons X leur dit quels métaux sont là, " dit-il. " C'est exactement ce que nous faisons. "

Nanoparticules de bismuth

Dans ce cas, le métal en question est le bismuth. Dipanjan Pan, Doctorat, professeur assistant de recherche en médecine, conçu une nanoparticule qui contient suffisamment de bismuth pour être vue par le scanner spectral CT.

"Chaque nanoparticule est porteuse d'un million d'atomes de bismuth, " dit Lanza. Comme la tomodensitométrie est une technique d'imagerie relativement peu sensible, cette simple quantité de métal est nécessaire pour que les particules soient visibles au scanner.

Mais le bismuth est un métal lourd toxique, dit Pan. Il ne peut pas être injecté seul dans le corps. Au lieu, Pan a utilisé un composé fait d'atomes de bismuth attachés à des chaînes d'acides gras qui ne peuvent pas se séparer dans le corps. Il a ensuite dissous ce composé dans un détergent et encapsulé le mélange dans une membrane phospholipidique. Tout comme les gouttelettes d'huile en suspension dans une vinaigrette secouée, ces particules s'auto-assemblent avec le composé de bismuth au cœur.

Comme Pan l'a montré dans un modèle de souris, la conception des nanoparticules permet également au corps de les séparer et de libérer le composé de bismuth interne sous une forme sûre.

Une fois que les nanoparticules ont transporté suffisamment de bismuth pour être visibles au scanner, Pan a ajouté une molécule à la surface des particules qui recherche une protéine appelée fibrine. La fibrine est courante dans les caillots sanguins mais n'est pas trouvée ailleurs dans le système vasculaire.

« Si vous avez une crise cardiaque, la paroi de votre artère coronaire s'est rompue, et un caillot se forme pour le réparer, " Lanza dit. "Mais ce caillot commence à rétrécir le vaisseau, donc le sang ne peut pas passer. Maintenant, nous avons une nanoparticule qui verra ce caillot."

Une image CT spectrale avec les nanoparticules de bismuth ciblées sur la fibrine fournira les mêmes informations qu'une image CT traditionnelle en noir et blanc, mais la fibrine dans les caillots sanguins apparaîtra dans une couleur, comme le jaune ou le vert, résoudre le problème d'interférence calcique commun aux tomodensitomètres traditionnels.

Le scanner spectral CT utilisé dans cette étude est encore un instrument prototype, développé par Philips Research à Hambourg, Allemagne. Les nanoparticules n'ont été testées que sur des lapins et d'autres modèles animaux, mais les premiers résultats montrent qu'ils réussissent à distinguer les caillots sanguins de l'interférence du calcium.

Sauver des vies

Plus que de simplement confirmer une crise cardiaque, les nouveaux nanoparticules et scanner spectral CT peuvent montrer l'emplacement exact d'un caillot.

Aujourd'hui, même si les médecins déterminent que le patient a une crise cardiaque, ils ne peuvent pas localiser le caillot sans admettre le patient au laboratoire de cathétérisme cardiaque, en insérant un colorant et en recherchant des artères étroites remplies de plaques qu'elles pourraient ouvrir avec des stents. Mais Lanza dit que rechercher des artères étroites ne résout pas tous les problèmes.

"Ceux qui ont des ouvertures très étroites ne sont pas les plus inquiétants, " dit Lanza. "Nous les trouvons dans le laboratoire de cathétérisme cardiaque et nous les ouvrons."

Ce qui est inquiétant, c'est quand le sang peut circuler librement dans les artères, mais il y a une plaque instable sur la paroi de l'artère, ce que Lanza appelle « maladie de grade modéré ».

« La plupart des crises cardiaques ou des accidents vasculaires cérébraux sont dus à une maladie de grade modéré qui se brise et bloque soudainement une artère, " Lanza dit. "C'est ce qui est arrivé au journaliste de NBC Tim Russert. Vous avez besoin de quelque chose qui vous dise qu'il y a une rupture de plaque même lorsque le vaisseau n'est pas très étroit."

Puisque cette nanoparticule trouve et adhère à la fibrine dans les vaisseaux, cela permettrait aux médecins de voir des problèmes qui étaient auparavant difficiles ou impossibles à détecter.

Avec cette technique d'imagerie, Lanza prédit de nouvelles approches pour traiter les maladies coronariennes. Une plaque instable qui ne restreint pas beaucoup le flux sanguin ne nécessite pas de stent coûteux pour maintenir le vaisseau ouvert. Au lieu, Lanza prévoit des technologies qui pourraient agir comme des pansements, sceller les points faibles dans les parois des vaisseaux.

"Aujourd'hui, vous ne sauriez pas où coller le pansement, " dit Lanza. " Mais l'imagerie CT spectrale avec des nanoparticules de bismuth montrerait l'emplacement exact des caillots dans les vaisseaux, permettant d'éviter la rupture dangereuse de la plaque instable."