Si à l'avenir des électrodes sont insérées dans le cerveau humain - que ce soit à des fins de recherche ou pour traiter des maladies - il peut être approprié de leur donner une "couche" de nanofils qui pourraient les rendre moins irritantes pour le tissu cérébral. Cependant, les nanofils ne doivent pas dépasser une certaine longueur, selon une nouvelle étude du Neuronano Research Center de l'Université de Lund en Suède.

C'est la conclusion d'une expérience dans laquelle les effets à long terme de nanofils de différentes tailles ont été testés. Les nanofils ont été mélangés dans une solution saline qui a été injectée dans le cerveau d'animaux de laboratoire, et les résultats ont été comparés à une injection de solution saline seule.

Les nanofils qui ne mesuraient que 2 micromètres de long n'avaient pas plus d'effet sur le tissu cérébral que la solution saline pure, tandis que des nanofils de 5 et 10 micromètres ont provoqué une inflammation dans le tissu cérébral environnant. Après un an, il restait également moins de cellules nerveuses à proximité des nanofils les plus longs, ce qui suggère qu'au fil du temps ils ont eu un effet neurotoxique.

"Nous avons également vu des amas de cellules mortes contenant des nanofils, surtout avec les fils plus longs. Ce sont probablement des cellules du système immunitaire qui ont tenté de neutraliser le corps étranger. Les cellules des « patrouilles de nettoyage » du système immunitaire ont souvent jusqu'à 10 micromètres de diamètre. Ils ne sont donc pas capables d'enfermer les longs nanofils et de mourir dans le processus", a déclaré Cecilia Eriksson Linsmeier.

Le Dr Eriksson Linsmeier est chercheur au Neuronano Research Center, un centre interdisciplinaire à l'Université de Lund où des chercheurs en médecine, l'ingénierie et la science collaborent pour développer des électrodes qui peuvent être insérées dans le cerveau. Cette technologie peut déjà aider les patients atteints de la maladie de Parkinson et d'épilepsie. Cependant, les électrodes de courant sont assez grandes et rigides, qui, au fil du temps, provoque la formation de tissu cicatriciel dans le cerveau, réduisant à son tour la capacité des électrodes à influencer les cellules nerveuses. Les chercheurs du Neuronano Research Center souhaitent donc développer des électrodes à la fois plus petites et plus flexibles. Ils aussi

vouloir garnir les électrodes d'un revêtement de nanofils, qui pourrait produire à la fois une surface plus respectueuse des tissus et un meilleur enregistrement des signaux des cellules nerveuses. Cependant, il est important que les nanofils n'endommagent pas le tissu s'ils venaient à se détacher de l'électrode.

"Nous avons étudié le pire des cas, dans lequel les nanofils se détachent de l'électrode et se propagent à travers le tissu cérébral. Afin de poursuivre les recherches sur les implants cérébraux, nous devons être en mesure d'éviter tous les effets secondaires possibles", a déclaré Cecilia Eriksson Linsmeier.

Pour la même raison, l'étude a été autorisée à se poursuivre pendant une durée inhabituelle. L'effet des nanofils sur les animaux a été étudié douze semaines et un an après l'injection des nanofils dans le cerveau. Dans ce contexte, un an est une période extrêmement longue - la moitié de la durée de vie d'un rat.

"Beaucoup de changements ont lieu dans le cerveau à mesure que l'animal vieillit. Nous avons également constaté que les longs nanofils avaient certains effets qui n'étaient visibles qu'après un an. Les courts nanofils, d'autre part, n'a produit aucun effet nocif évident ni à court ni à long terme", a déclaré le Dr Eriksson Linsmeier.

Elle pense que les conclusions du groupe pourraient être importantes à la fois pour les futures électrodes et dans d'autres contextes, comme le développement de nanoparticules comme vecteurs de médicaments. Cela nécessitera très probablement également que les particules soient suffisamment petites pour ne pas déclencher de réponse immunitaire.