Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord et de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill ont mis au point un système d'administration de médicaments qui permet une réponse rapide aux crises cardiaques sans intervention chirurgicale. En laboratoire et en expérimentation animale, le système s'est avéré efficace pour dissoudre les caillots, limiter les cicatrices à long terme au tissu cardiaque et préserver une plus grande partie de la fonction normale du cœur.

« Notre approche permettrait aux fournisseurs de soins de santé de commencer à traiter les crises cardiaques avant qu'un patient n'atteigne un bloc opératoire, espérons améliorer les résultats pour les patients, " dit Ashley Brown, auteur correspondant d'un article sur le travail et professeur assistant dans le programme conjoint de génie biomédical (BME) à NC State et UNC. "Et parce que nous sommes capables de cibler le blocage, nous sommes capables d'utiliser des médicaments puissants qui peuvent constituer des menaces pour d'autres parties du corps; le ciblage réduit le risque de dommages involontaires.

Les crises cardiaques, ou infarctus du myocarde, surviennent lorsqu'un thrombus - ou caillot - bloque un vaisseau sanguin dans le cœur. Afin de traiter les crises cardiaques, les médecins pratiquent souvent une intervention chirurgicale pour introduire un cathéter dans le vaisseau sanguin, leur permettant de briser physiquement ou de retirer le thrombus. Mais tous les patients n'ont pas un accès rapide aux soins chirurgicaux.

Et plus de dommages peuvent se produire même après que le blocage a été supprimé. C'est parce que le retour de sang frais dans les tissus qui avaient été bloqués peut causer des dommages, appelée lésion de reperfusion. Une lésion de reperfusion peut provoquer des cicatrices, raidissement du tissu cardiaque et limitation de la fonctionnalité normale du cœur.

Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs ont développé une solution qui repose sur des sphères poreuses de nanogel, environ 250 nanomètres de diamètre, qui ciblent un thrombus et délivrent un cocktail de deux médicaments :le tPA et le Y-27632.

Un thrombus peut être constitué de diverses substances, comme les plaquettes ou les plaques artérielles, mais ils contiennent tous une substance appelée fibrine. Donc, pour cibler les blocages, chaque nanogel est recouvert de protéines qui se lient spécifiquement à la fibrine. En d'autres termes, lorsque les nanogels atteignent un thrombus, ils collent.

Le tPA et le Y-27632 sont superposés à l'intérieur de la nanosphère, avec le tPA formant une coque qui entoure le Y-27632. Par conséquent, le tPA s'échappe d'abord au site du thrombus, lui permettant de faire son travail - qui est de décomposer la fibrine et de dissoudre le caillot.

Au fur et à mesure que le tPA est libéré, le Y-27632 s'échappe du nanogel. Alors que le tPA cible le caillot lui-même, le Y-27632 vise à limiter les dommages causés par les blessures de reperfusion. Il le fait en limitant la rigidité des cellules dans la zone qui contribuent à la cicatrisation. Cela permet à ces cellules de conserver une plus grande partie de leur plasticité, améliorer leur capacité à fonctionner normalement et préserver davantage la fonction cardiaque.

Dans les tests in vitro, les chercheurs ont découvert que le cocktail tPA/Y-27632 ciblé dissolvait les caillots en quelques minutes. Bien que cela n'ait pas encore été testé dans des essais, il peut fonctionner plus rapidement que les interventions chirurgicales, qui nécessitent du temps pour préparer le patient et mettre le cathéter en place.

Dans des tests utilisant des rats de laboratoire, les chercheurs ont également découvert que leur technique limitait les cicatrices et préservait la fonction cardiaque après une crise cardiaque mieux que le tPA ou le Y-27632 ciblé seuls - et bien mieux qu'un groupe témoin dans lequel les animaux n'avaient reçu aucun médicament.

Spécifiquement, les animaux ayant reçu le cocktail ciblé avaient une fraction d'éjection ventriculaire gauche, qui mesure la fonctionnalité d'un cœur, d'environ 67% quatre semaines après la crise cardiaque - ce qui est sain. Le tPA en lui-même était d'environ 57 %, qui est à l'extrémité inférieure de la plage normale, tandis que le groupe témoin et Y-27632 par lui-même ont plongé dans les années 40. De la même manière, le cocktail ciblé a entraîné la formation de tissu cicatriciel sur moins de 5 pour cent de la zone touchée. Le tPA et le Y-27632 avaient du tissu cicatriciel sur environ 7 % de la zone, avec le groupe témoin voyant des cicatrices sur plus de 10 pour cent.

Quoi de plus, les chercheurs ont découvert que les nanogels ciblés entraînaient peu ou pas de nanogels dans d'autres tissus - tels que les poumons et le foie - en particulier par rapport à l'utilisation des nanogels non ciblés.

"C'est une partie importante de nos découvertes, parce que le tPA et le Y-27632 peuvent tous deux présenter des risques s'ils commencent à agir sur des parties du corps en dehors de la zone ciblée, " dit Brown. " Par exemple, Le tPA peut provoquer des saignements et le Y-27632 peut affecter de nombreux tissus où la contraction cellulaire est nécessaire pour un fonctionnement normal."

Un autre avantage des nanogels ciblés est que, en raison de leur petite taille, ils peuvent cibler même les vaisseaux sanguins qui sont trop petits pour être atteints à l'aide de cathéters.

Les chercheurs notent également qu'il s'agit d'une étude préclinique. Les prochaines étapes du travail comprennent une évaluation plus approfondie de la sécurité des nanogels et des tests sur des modèles animaux plus grands.

« Alors que nous en sommes encore aux premiers stades du développement de cette technologie, nous savons qu'il est important de reconnaître les problèmes liés aux coûts, " dit Brown. " Compte tenu de la complexité du système d'administration de médicaments, il devrait être comparable ou légèrement plus cher que les thérapies à base de protéines recombinantes actuellement utilisées en clinique, telles que le tPA lui-même. Cependant, parce que les médicaments sont ciblés, les doses sont susceptibles d'être plus faibles. Cela devrait aider à maintenir les coûts comparables aux médicaments existants sur le marché. »

Le papier, "Traitement ciblé des complications ischémiques et fibrotiques de l'infarctus du myocarde à l'aide d'un microgel thérapeutique à double administration, " est publié dans la revue ACS Nano .