Imitations plaquettaires artificielles développées par une équipe de recherche de la Case Western Reserve University et de l'Université de Californie, Santa Barbara, sont capables d'arrêter les saignements dans les modèles de souris 65% plus rapidement que la nature ne le peut à elle seule.

Pour la première fois, les chercheurs ont pu imiter de manière intégrative la forme, Taille, flexibilité et chimie de surface de vraies plaquettes sanguines sur des plateformes de particules à base d'albumine. Les chercheurs pensent que ces quatre facteurs de conception combinés sont importants pour inciter les caillots à se former plus rapidement de manière sélective sur les sites de lésions vasculaires tout en empêchant la formation de caillots nocifs de manière indiscriminée ailleurs dans le corps.

La nouvelle technologie, rapporté dans le journal ACS Nano , vise à endiguer les saignements chez les patients souffrant de traumatismes, subissant des interventions chirurgicales ou souffrant de troubles de la coagulation dus à des anomalies plaquettaires ou à un manque de plaquettes. Plus loin, la technologie peut être utilisée pour administrer des médicaments à des sites cibles chez des patients souffrant d'athérosclérose, thrombose ou d'autres conditions pathologiques impliquant les plaquettes.

Anirban Sen Gupta, professeur agrégé de génie biomédical à Case Western Reserve, des chimies de surface à base de peptides précédemment conçues qui imitent les activités de caillot pertinentes de vraies plaquettes. Fort de ce travail, Sen Gupta se concentre désormais sur l'incorporation d'indices morphologiques et mécaniques naturellement présents dans les plaquettes pour affiner davantage le design.

"Des facteurs morphologiques et mécaniques influencent la marginalisation des plaquettes naturelles sur la paroi des vaisseaux sanguins, et ce n'est que lorsqu'ils sont près de la paroi que les interactions chimiques critiques favorisant la formation de caillots ont lieu, " il a dit.

Ces indices naturels ont motivé Sen Gupta à faire équipe avec Samir Mitragotri, professeur de génie chimique à l'UC Santa Barbara, dont le laboratoire a récemment développé des technologies à base d'albumine pour fabriquer des particules qui imitent la géométrie et les propriétés mécaniques des globules rouges et des plaquettes.

Ensemble, l'équipe a développé des nanoparticules artificielles ressemblant à des plaquettes (PLN) qui combinent morphologie, propriétés mécaniques et chimiques de surface des plaquettes naturelles.

Les chercheurs pensent que cette conception raffinée sera capable de simuler la capacité des plaquettes naturelles à entrer en collision efficacement avec des globules rouges plus gros et plus mous dans le flux sanguin systémique. Les collisions provoquent une marginalisation - poussant les plaquettes hors du flux principal et plus près de la paroi des vaisseaux sanguins - augmentant la probabilité d'interagir avec un site de blessure.

Les revêtements de surface permettent aux plaquettes artificielles de s'ancrer à des protéines spécifiques au site de la lésion, le facteur von Willebrand et le collagène, tout en induisant les plaquettes naturelles et artificielles à s'agréger plus rapidement sur le site de la blessure.

Des tests sur des modèles murins ont montré que l'injection intraveineuse de ces plaquettes artificielles formait des caillots sur le site de la blessure trois fois plus rapidement que les plaquettes naturelles seules chez les souris témoins.

La capacité d'interagir sélectivement avec les protéines du site de la lésion, ainsi que la capacité de rester mécaniquement flexible comme les plaquettes naturelles, permet à ces plaquettes artificielles de traverser en toute sécurité les plus petits vaisseaux sanguins sans provoquer de caillots indésirables.

Albumine, une protéine présente dans le sérum sanguin et les œufs, est déjà utilisé avec des médicaments anticancéreux et considéré comme un matériau sûr. Les plaquettes artificielles qui ne s'impliquent pas dans un caillot et continuent à circuler sont métabolisées en un à deux jours.

Les chercheurs pensent que la nouvelle conception de plaquettes artificielles peut être encore plus efficace dans les flux sanguins de plus grand volume où la marge de la paroi des vaisseaux sanguins est plus importante. Ils s'attendent à commencer bientôt à tester ces capacités.

Cette recherche était auparavant financée par l'American Heart Association et est actuellement financée par les National Institutes of Health.

En plus d'endiguer les saignements, Sen Gupta pense que la technologie pourrait également être utile pour administrer des médicaments anticoagulants directement aux caillots, pour traiter une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral sans avoir à suspendre systématiquement le mécanisme de coagulation du corps. Les plaquettes artificielles peuvent également être utilisées pour administrer des médicaments anticancéreux aux tumeurs métastatiques qui ont des interactions plaquettaires élevées. Sen Gupta recherche des subventions pour poursuivre ce travail.