Des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Chicago ont développé un système permettant d'administrer avec précision des médicaments anti-inflammatoires aux cellules immunitaires devenues incontrôlables, tout en épargnant leurs homologues bien élevés. Leurs conclusions ont été publiées en ligne le 23 février dans Nature Nanotechnologie .

Le système utilise des nanoparticules constituées de minuscules morceaux de protéines conçues pour se lier à des récepteurs uniques trouvés uniquement sur les neutrophiles, un type de cellule immunitaire engagée dans des réponses inflammatoires aiguës et chroniques néfastes.

Dans une réponse immunitaire normale, les neutrophiles circulant dans le sang répondent aux signaux émis par les vaisseaux sanguins blessés ou endommagés et commencent à s'accumuler au niveau de la blessure, où ils engloutissent des bactéries ou des débris de tissus blessés qui pourraient provoquer une infection. Dans l'inflammation chronique, les neutrophiles peuvent s'accumuler sur le site de la blessure, adhèrent aux parois des vaisseaux sanguins et les uns aux autres et contribuent à endommager les tissus.

L'adhésion des neutrophiles aux parois des vaisseaux sanguins est un facteur majeur dans les lésions pulmonaires aiguës, où il peut altérer l'échange de gaz entre les poumons et le sang, entraînant de graves problèmes respiratoires. Si non traité, la maladie a un taux de mortalité de 50 pour cent dans les unités de soins intensifs.

Les corticostéroïdes et les anti-inflammatoires non stéroïdiens utilisés pour traiter les maladies inflammatoires sont « des instruments contondants qui affectent tout le corps et entraînent des effets secondaires importants, " dit Asrar B. Malik, le Schweppe Family Distinguished Professor et directeur de pharmacologie à l'UIC College of Medicine, qui est l'auteur principal de l'article.

Les neutrophiles qui sont collés aux vaisseaux sanguins ou regroupés ont des récepteurs uniques à leur surface qui manquent aux neutrophiles circulants. Malik et ses collègues ont conçu une nanoparticule pour en tirer parti en l'incorporant à un médicament anti-inflammatoire. Les nanoparticules se lient aux récepteurs, et les neutrophiles internalisent la nanoparticule. Une fois à l'intérieur, le médicament anti-inflammatoire agit pour "décompresser" le neutrophile et lui permettre de réintégrer la circulation sanguine.

"La nanoparticule ressemble beaucoup à un cheval de Troie, " a déclaré Malik. " Il se lie à un récepteur trouvé uniquement sur ces activés, neutrophiles collants, et la cellule engloutit automatiquement tout ce qui s'y lie. Parce que les neutrophiles circulants manquent de ces récepteurs, le système est incroyablement précis et ne cible que les cellules immunitaires qui contribuent activement aux maladies inflammatoires."

Malik, avec le professeur assistant de recherche Zhenjia Wang et le professeur assistant Jaehyung Cho, ont utilisé la microscopie intra-vitale pour suivre les nanoparticules en temps réel chez des souris présentant une inflammation vasculaire induite. Les nanoparticules ont été marquées avec un colorant fluorescent, et pourrait être vu se lier et entrer dans les neutrophiles regroupés sur les parois internes des capillaires, mais ne se lie pas aux neutrophiles circulant librement. Si les chercheurs attachaient un médicament appelé picéatannol, qui interfère avec l'adhésion cellule-cellule, aux nanoparticules, ils ont observé que des amas de neutrophiles qui reprenaient les particules se détachaient les uns des autres et de la paroi des vaisseaux sanguins. Les cellules étaient en effet neutralisées et ne pouvaient plus contribuer à l'inflammation au site d'une blessure.

Les résultats, Malik a dit, « montrer que les nanoparticules peuvent être utilisées pour administrer des médicaments de manière très ciblée, façon spécifique aux cellules immunitaires activées et pourrait être conçu pour traiter un large éventail de maladies inflammatoires. »