Testé sur du sang humain en laboratoire, les nanocapsules sélectives pourraient réduire les effets secondaires d'un médicament majeur dissolvant les caillots sanguins, qui incluent des saignements sur le cerveau. Si confirmé par des tests sur les animaux, les nanocapsules pourraient également rendre le médicament plus efficace à des doses plus faibles.

Caillots sanguins, également connu sous le nom de thrombus, sont l'une des principales causes d'accidents vasculaires cérébraux et de crises cardiaques, qui sont les principales causes de décès et de problèmes de santé dans le monde. Ils peuvent être traités avec un médicament dissolvant les caillots appelé activateur tissulaire du plasminogène (tPA) qui perturbe les caillots pour éliminer le vaisseau sanguin bloqué et rétablir le flux sanguin.

Cependant, le tPA peut provoquer des saignements hors cible potentiellement mortels, et ne dure que quelques minutes en circulation, nécessite si souvent des doses répétées, ce qui augmente encore le risque de saignement. Par conséquent, il n'est utilisé que pour une minorité de patients potentiellement éligibles.

Maintenant, des chercheurs de l'Imperial College de Londres ont découvert qu'en enfermant du tPA dans de minuscules capsules nouvellement conçues, il peut être ciblé plus spécifiquement sur les caillots sanguins nocifs avec un temps de circulation accru. Ils ont conçu les nanocapsules pour se fixer aux plaquettes activées présentes dans les thrombus, libérer la charge utile de tPA et dissoudre les caillots.

L'auteur principal, le Dr Rongjun Chen du département de génie chimique de l'Impériale, a déclaré :« le tPA a une fenêtre étroite entre l'effet souhaité et les effets secondaires, nous l'avons donc emballé dans un emballage qui étend cette fenêtre thérapeutique et minimise la dose requise. Nos résultats sont passionnants, mais des études animales et cliniques sont nécessaires pour la validation. »

Les caillots sanguins sont constitués de cellules sanguines appelées plaquettes qui se lient entre elles lorsqu'elles sont activées. Ces plaquettes sont liées par des protéines appelées fibrinogène qui se lient aux plaquettes activées et forment des « ponts » entre elles. La nouvelle nanocapsule, appelé tPA-cRGD-PEG-NV, imite le fibrinogène afin de rechercher les caillots dans les vaisseaux sanguins.

Les chercheurs ont testé cela sur du sang humain sain dans les deux conditions statiques, où le sang tranquille a été testé dans des boîtes de Pétri, et les conditions d'écoulement physiologiques dans un vaisseau sanguin simulé. Pour tester les conditions d'écoulement, ils ont conçu un modèle informatique pour simuler comment le tPA encapsulé pourrait agir dans le sang circulant.

Ils ont découvert que les nanocapsules étaient très sélectives pour se lier aux plaquettes activées et que le temps nécessaire pour dissoudre les caillots était similaire à celui du tPA non encapsulé.

L'auteur co-correspondant, le professeur Xiao Yun Xu du département de génie chimique de l'Imperial, a déclaré :« Nous avons combiné des travaux expérimentaux et informatiques pour caractériser cette nanocapsule. Pour construire notre modèle informatique, nous avions besoin d'une compréhension mécaniste de l'interaction entre les processus physiques et biochimiques du caillot sanguin. Le modèle pourrait être très utile dans les essais animaux et cliniques de cette nanomédecine potentielle, ainsi que pour prédire le dosage optimal pour les patients. »

Le modèle informatique spécialement conçu a pu simuler le transport des nanocapsules vers le site du caillot, sa libération de tPA, et sa dissolution des caillots. Le professeur Xu a ajouté :« Notre simulation a illustré le potentiel de prédiction des résultats des traitements de caillots sanguins dans des scénarios cliniquement pertinents. »

Le co-auteur, le professeur Simon Thom de l'Institut national du cœur et des poumons de l'Impérial, a déclaré :« Nous avons trouvé un moyen de cibler plus précisément un médicament anticoagulant, potentiellement améliorer l'efficacité et réduire les effets secondaires catastrophiques. Ce travail prometteur démontre l'activité du tPA nano-encapsulé en laboratoire et ouvre la voie à une administration plus sûre de médicaments avec des effets secondaires autrement nocifs. Des recherches sont maintenant nécessaires sur des organismes entiers pour déterminer l'efficacité de la capsule dans un cadre plus réaliste."

Ensuite, les chercheurs testeront le tPA encapsulé sur des animaux pour voir comment il se comporte dans des organismes entiers, en particulier pour augmenter le temps de circulation et vérifier la capacité du modèle informatique à prédire l'élimination des caillots dans un cadre réaliste. Le Dr Chen a ajouté :« Une fois entièrement validé, les nanocapsules sélectives et le modèle informatique pourraient servir de plates-formes puissantes pour le développement de nanomédicaments anti-caillots."

L'étude est publiée dans Avancées scientifiques .