Des scientifiques de l'Université ITMO ont trouvé un moyen d'arrêter efficacement les hémorragies internes grâce à des nanoparticules magnétiques contenant de la thrombine. Un médicament basé sur ces nanoparticules peut être injecté par voie intraveineuse et délivré directement sur le site d'une lésion vasculaire. Il peut accélérer la formation de caillots locaux et réduire de 15 fois la perte de sang globale. Les nanoparticules ne sont pas toxiques pour l'homme et peuvent potentiellement être utilisées pour un traitement sûr. Les résultats ont été publiés dans Rapports scientifiques .

L'hémorragie interne est une urgence médicale grave. Elle peut être causée par de nombreuses conditions médicales telles que des traumatismes ou des maladies chroniques et elle se produit dans diverses parties du corps, y compris le cerveau ou l'estomac. Pourtant, le pronostic de la majorité des cas est assez pessimiste, car les saignements internes provoquent généralement des hématomes, dysfonctionnement des organes et perte de sang massive. Par exemple, On a récemment estimé que les saignements gastro-intestinaux représentaient jusqu'à 20, 000 morts aux États-Unis seulement.

La seule façon possible d'éviter ces dangers est de fournir un traitement médical approprié et rapide. Bien qu'il existe plusieurs médicaments qui peuvent arrêter une perte de sang sévère, aucun d'entre eux ne peut aider entièrement sans intervention chirurgicale. Pour tenter d'arrêter le saignement plus efficacement, les scientifiques développent des médicaments qui peuvent être appliqués à l'aide d'une simple injection. Le principal problème avec de tels médicaments est que le remède doit initier la formation de caillots uniquement sur le site des lésions vasculaires au lieu d'affecter l'ensemble du système vasculaire.

Dans une nouvelle étude, des scientifiques de l'université ITMO ont suggéré d'utiliser des nanoparticules magnétiques pour résoudre ce problème. Les particules sont constituées de deux composants clés. Le premier est la thrombine, une enzyme responsable de la coagulation du sang. Il interagit avec la protéine appelée fibrinogène et déclenche la formation de caillots afin de bloquer le vaisseau endommagé. La thrombine est enveloppée dans une matrice poreuse spéciale en magnétite. Ce minéral est le deuxième ingrédient principal et permet un contrôle précis du mouvement des particules à l'intérieur du corps à l'aide d'un champ magnétique externe.

Les nanoparticules magnétiques contenant de la thrombine ont une faible activité et ne provoquent pas de coagulation sanguine si elles sont uniformément réparties dans les vaisseaux sanguins. Il est donc possible d'injecter une solution de particules par voie intraveineuse et de les localiser là où cela est nécessaire à l'aide d'un aimant. Lorsque le patient reçoit une portion supplémentaire de fibrinogène, les particules de thrombine autour du site de la blessure interagissent avec elle et le saignement s'arrête plus rapidement.

"Nous avons testé l'efficacité des nanoparticules sur des échantillons de plasma sanguin humain et un modèle de vaisseau spécial, " dit Andrey Drozdov, membre du Laboratoire SCAMT de l'Université ITMO. "Après les premières expériences avec le plasma, nous avons découvert que la thrombine dans nos nanoparticules est moins active que sa variante libre. Pourtant, nous avons continué les tests et mené des expériences supplémentaires sur un modèle de la circulation sanguine. Nous avons pu observer le comportement des nanoparticules lorsque le vaisseau est endommagé. Il s'est avéré que la localisation magnétique compense une activité plus faible. Les nanoparticules réduisent le temps de coagulation de 6,5 fois et peuvent réduire la perte de sang totale de 15 fois."

"Synthétiser ces nanoparticules n'est pas facile, ", explique le chef du laboratoire Vladimir Vinogradov. "Il est important de garder leur taille à 200 nanomètres; sinon, ils ne conviendront pas à l'injection. En outre, des conditions de synthèse douces sont nécessaires pour que la molécule de thrombine ne se décompose pas et ne perde pas complètement son activité. Finalement, nous ne pouvions utiliser que des composants biocompatibles. Nous avons vérifié la toxicité de nos particules avec des cellules humaines et nous nous sommes assurés qu'elles sont totalement sûres, même en cas d'exposition prolongée."

Ce travail fait partie d'un projet plus vaste visant à créer des médicaments hémostatiques hybrides à base de nanomatériaux. Les scientifiques prévoient actuellement de tester le médicament sur la base du matériel obtenu sur des modèles animaux et, en cas de succès, mener des essais cliniques. Les chercheurs espèrent créer un système d'hémostase à base de nanoparticules capable d'arrêter rapidement et efficacement les hémorragies internes.