Les synthétiques arrêtent le saignement

Il a été démontré que les nanoparticules conçues pour imiter la capacité de coagulation des plaquettes sanguines réduisent rapidement les saignements chez les rongeurs dont les artères sont sectionnées. Les particules synthétiques, qui adhèrent aux propres plaquettes du corps, arrêtent les saignements plus efficacement qu'un médicament coagulant actuellement utilisé pour endiguer la perte de sang incontrôlée. Nous aidons à former le caillot, dit Erin Lavik , bioingénieur à la Case Western University à Cleveland, qui a dirigé la recherche.

Caillots cajolants : Une coupe transversale de caillot est vue ici après une blessure à l'artère fémorale. Les cellules musculaires sont représentées en bleu ; les nanoparticules conçues pour se lier aux plaquettes afin d'améliorer la coagulation du sang sont indiquées en vert.

Si d'autres tests réussissent, les chercheurs espèrent que les nanoparticules pourraient un jour être injectées peu de temps après une blessure traumatique par les ambulanciers paramédicaux ou sur le champ de bataille. Les premiers tests d'innocuité sont prometteurs, mais le développement de traitements sûrs pour la coagulation sanguine a été un défi. Il y a un équilibre entre les deux bords de l'épée - trop saigner et trop coaguler, dit Mortimer Poncz , médecin à la faculté de médecine de l'Université de Pennsylvanie, à Philadelphie, qui n'a pas participé à la recherche. Vous ne voulez pas arrêter de saigner dans la jambe, mais mourir d'une crise cardiaque ou avoir un accident vasculaire cérébral.

Les saignements incontrôlés sont une cause majeure de décès lié à un traumatisme. Les méthodes existantes pour endiguer la perte de sang se limitent en grande partie au traitement des plaies ouvertes ou à une utilisation en salle d'opération. Aucun ne s'est avéré efficace pour étanchéifier une hémorragie interne avant l'arrivée à l'hôpital.

Après une blessure traumatique, le corps lance sa propre cascade de coagulation en activant les plaquettes. Ces cellules sanguines en forme de disque se transforment en cellules hérissées et collantes qui adhèrent les unes aux autres et aux molécules au site de la lésion, formant un caillot sanguin. Les médecins peuvent déjà améliorer le processus de coagulation avec des médicaments ou des matériaux qui incorporent des molécules dans la cascade de coagulation. L'un de ces médicaments est NovoSeven, une protéine synthétique dérivée d'un gène humain. Mais ce médicament est extrêmement cher, entre 10 000 et 30 000 dollars, et certains chirurgiens traumatologues remettent en question son efficacité.

Les tentatives d'imiter les plaquettes elles-mêmes ont jusqu'à présent été infructueuses. Les scientifiques ont conçu des globules rouges et des protéines spécifiques du sang pour se lier aux plaquettes, mais ces particules peuvent s'accumuler dans les lits capillaires, augmentant le potentiel de [caillots sanguins dangereux], explique Lavik.

Lavik et son collaborateur James Bertram, un étudiant diplômé de Yale, ont maintenant développé une nanoparticule suffisamment petite pour traverser les capillaires sans entrave. Il a également le caractère collant spécifique d'une plaquette. La particule est environ un tiers de la taille d'une plaquette normale.

Chaque particule a un noyau polymère enrobé de polyéthylène glycol (PEG), une molécule soluble dans l'eau qui les empêche de se coller les unes aux autres ou aux vaisseaux sanguins. Les molécules de PEG sont également surmontées d'une séquence peptidique qui se lie aux plaquettes activées. Les gens avaient déjà montré que les plaquettes activées se lient à [cette séquence], nous avons donc optimisé la chimie pour exposer la molécule, les présentant aux plaquettes activées, explique Lavik, qui a été reconnu par Examen de la technologie en tant que jeune innovateur TR35 en 2003.

Lorsqu'elles sont injectées dans la circulation sanguine de rats avec une entaille dans l'artère fémorale, la grande artère des muscles de la cuisse, les nanoparticules se sont liées aux plaquettes activées au site de la blessure. Le traitement a réduit de moitié le temps de saignement chez les rats d'environ quatre minutes à deux, s'avérant plus efficace que NovoSeven. La recherche a été publiée cette semaine dans la revue Science Médecine translationnelle .

Lavik dit que les deux traitements pourraient s'avérer complémentaires. NovoSeven, dit-elle, travaille pour aider à construire le réseau maillé de fibrine qui est essentiel à la formation de caillots. Peut-être que les plaquettes synthétiques pourraient aider à commencer à construire le caillot et que le médicament pourrait aider à le stabiliser.

On dirait qu'il a le potentiel d'être utile pour contrôler les saignements sur le champ de bataille, dit Jean Weisel , biologiste à la Penn Medical School, qui n'a pas participé à la recherche.

Les premières études suggèrent que les nanoparticules sont sûres, un problème majeur pour les traitements qui améliorent la coagulation du sang. En étudiant des versions marquées par fluorescence des nanoparticules, les chercheurs ont découvert que les particules sont facilement éliminées du corps. Et les particules ne s'accumulent pas dans les tissus non lésés, tels que les poumons ou les reins, pour former des caillots dangereux. À des doses très élevées – une concentration presque trop épaisse pour passer à travers la seringue, dit Lavik – les particules ont déclenché des problèmes respiratoires chez certains animaux. Mais une dose aussi élevée n'est pas nécessaire pour générer des avantages pour la coagulation du sang, dit-elle.

Néanmoins, des tests approfondis sont nécessaires avant que les particules puissent être utilisées chez l'homme. Les premières recherches semblent très prometteuses, mais le système humain est différent de celui d'un rat, explique Rutledge Ellis-Behnke, chercheur au MIT. Il faut veiller à ce que ceux-ci ne recouvrent pas l'intérieur des poumons et réduisent la quantité d'oxygène transférée dans les globules rouges.

Les chercheurs prévoient de tester les particules sur des animaux plus gros, qui se rapprochent davantage du système circulatoire humain, ainsi que sur différents types de blessures, telles que celles qui imitent les blessures par explosion qui sont particulièrement courantes chez les troupes en Irak et en Afghanistan.

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