La mousse de monoxyde de carbone pourrait-elle aider à combattre l’inflammation? Des mousses qui incorporent de petites quantités de gaz pourraient être délivrées au tractus gastro-intestinal pour lutter contre la colite et d’autres conditions

Le monoxyde de carbone est surtout connu comme un gaz potentiellement mortel. Cependant, à petites doses, il possède également des qualités bénéfiques : il a été démontré qu’il réduit l’inflammation et peut aider à stimuler la régénération des tissus.

Une équipe de chercheurs dirigée par le MIT, le Brigham and Women’s Hospital, l’Université de l’Iowa et le Beth Israel Deaconess Medical Center a maintenant mis au point une nouvelle façon de délivrer du monoxyde de carbone au corps tout en contournant ses effets potentiellement dangereux. Inspirés des techniques utilisées en gastronomie moléculaire, ils ont pu incorporer du monoxyde de carbone dans des mousses stables pouvant être délivrées dans le tube digestif.

Dans une étude sur des souris, les chercheurs ont montré que ces mousses réduisaient l’inflammation du côlon et aidaient à inverser l’insuffisance hépatique aiguë causée par une surdose d’acétaminophène. La nouvelle technique, décrite aujourd’hui dans un Science Médecine translationnelle papier, pourrait également être utilisé pour délivrer d’autres gaz thérapeutiques, selon les chercheurs.

“La capacité de délivrer un gaz ouvre de toutes nouvelles opportunités sur la façon dont nous pensons à la thérapeutique. Nous ne considérons généralement pas un gaz comme une thérapeutique que vous prendriez par voie orale (ou qui pourrait être administrée par voie rectale), donc cela offre un excitant nouvelle façon de penser à la façon dont nous pouvons aider les patients », déclare Giovanni Traverso, professeur adjoint de développement de carrière Karl van Tassel en génie mécanique au MIT et gastro-entérologue au Brigham and Women’s Hospital.

Traverso et Leo Otterbein, professeur de chirurgie à la Harvard Medical School et au Beth Israel Deaconess Medical Center, sont les principaux auteurs de l’article. Les auteurs principaux sont James Byrne, médecin-chercheur et radio-oncologue à l’Université de l’Iowa (ancien résident du Mass General Brigham/Dana Farber Radiation Oncology Program), et chercheur affilié au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT ; David Gallo, chercheur à Beth Israel Deaconess ; et Hannah Boyce, ingénieure de recherche chez Brigham and Women’s.

Livraison par mousse

Depuis la fin des années 1990, Otterbein étudie les effets thérapeutiques de faibles doses de monoxyde de carbone. Il a été démontré que le gaz confère des effets bénéfiques dans la prévention du rejet des organes transplantés, la réduction de la croissance tumorale et la modulation de l’inflammation et des lésions tissulaires aiguës.

Lire aussi  Le Royaume-Uni appelle à des volontaires pour lutter contre la vague d'infections à omicron

Lorsqu’il est inhalé à des concentrations élevées, le monoxyde de carbone se lie à l’hémoglobine dans le sang et empêche le corps d’obtenir suffisamment d’oxygène, ce qui peut entraîner de graves effets sur la santé et même la mort. Cependant, à des doses plus faibles, il a des effets bénéfiques tels que la réduction de l’inflammation et la promotion de la régénération des tissus, explique Otterbein.

“Nous savons depuis des années que le monoxyde de carbone peut avoir des effets bénéfiques sur toutes sortes de pathologies, lorsqu’il est administré sous forme de gaz inhalé”, dit-il. “Cependant, il a été difficile de l’utiliser en clinique, pour un certain nombre de raisons liées à une administration sûre et reproductible, et aux préoccupations des travailleurs de la santé, ce qui a conduit les gens à vouloir trouver d’autres moyens de l’administrer.”

Il y a quelques années, Traverso et Otterbein ont été présentés par Christoph Steiger, ancien postdoctorant du MIT et auteur de la nouvelle étude. Le laboratoire de Traverso se spécialise dans le développement de nouvelles méthodes d’administration de médicaments dans le tractus gastro-intestinal. Pour relever le défi de fournir un gaz, ils ont eu l’idée d’incorporer le gaz dans une mousse, un peu comme les chefs utilisent le dioxyde de carbone pour créer des mousses infusées de fruits, de légumes ou d’autres saveurs.

Les mousses culinaires sont généralement créées en ajoutant un agent épaississant ou gélifiant à un liquide ou un solide qui a été réduit en purée, puis en le fouettant pour incorporer de l’air ou en utilisant un siphon spécialisé qui injecte des gaz tels que le dioxyde de carbone ou l’air comprimé.

L’équipe du MIT a créé un siphon modifié qui pouvait être attaché à n’importe quel type de cartouche de gaz, leur permettant d’incorporer du monoxyde de carbone dans leur mousse. Pour créer les mousses, ils ont utilisé des additifs alimentaires tels que l’alginate, la méthylcellulose et la maltodextrine. De la gomme xanthane a également été ajoutée pour stabiliser les mousses. En faisant varier la quantité de gomme de xanthane, les chercheurs ont pu contrôler le temps nécessaire pour que le gaz soit libéré une fois les mousses administrées.

Lire aussi  L'épouse de Kirit Somaiya va intenter une action en diffamation contre Sanjay Raut devant le tribunal de Mumbai

Après avoir montré qu’ils pouvaient contrôler le moment de la libération de gaz dans le corps, les chercheurs ont décidé de tester les mousses pour quelques applications différentes. Dans un premier temps, ils ont étudié deux types d’applications topiques, analogues à l’application d’une crème pour apaiser les démangeaisons ou les zones enflammées. Dans une étude sur des souris, ils ont découvert que l’administration de la mousse par voie rectale réduisait l’inflammation causée par la colite ou la proctite radio-induite (inflammation du rectum pouvant être causée par la radiothérapie pour le cancer du col de l’utérus ou de la prostate).

Les traitements actuels de la colite et d’autres affections inflammatoires telles que la maladie de Crohn impliquent généralement des médicaments qui suppriment le système immunitaire, ce qui peut rendre les patients plus sensibles aux infections. Selon les chercheurs, le traitement de ces affections avec une mousse pouvant être appliquée directement sur les tissus enflammés offre une alternative potentielle ou une approche complémentaire à ces traitements immunosuppresseurs. Bien que les mousses aient été administrées par voie rectale dans cette étude, il pourrait également être possible de les administrer par voie orale, selon les chercheurs.

“Les mousses sont si faciles à utiliser, ce qui facilitera la traduction vers les soins aux patients”, déclare Byrne.

Contrôler la dose

Les chercheurs ont ensuite entrepris d’étudier d’éventuelles applications systémiques, dans lesquelles le monoxyde de carbone pourrait être délivré à des organes distants, tels que le foie, en raison de sa capacité à se diffuser à partir du tractus gastro-intestinal ailleurs dans le corps. Pour cette étude, ils ont utilisé un modèle murin de surdosage d’acétaminophène, qui provoque de graves lésions hépatiques. Ils ont découvert que le gaz délivré au tractus gastro-intestinal inférieur était capable d’atteindre le foie et de réduire considérablement la quantité d’inflammation et de lésions tissulaires observées là-bas.

Lire aussi  Demandez à Amy : Je ne sais pas quoi faire à propos de mon mari qui ment et me trompe

Dans ces expériences, les chercheurs n’ont trouvé aucun effet indésirable après l’administration de monoxyde de carbone. Des études antérieures chez l’homme ont montré que de petites quantités de monoxyde de carbone peuvent être inhalées en toute sécurité. Un individu en bonne santé a une concentration de monoxyde de carbone d’environ 1% dans le sang, et des études sur des volontaires humains ont montré que des niveaux aussi élevés que 14% peuvent être tolérés sans effets indésirables.

“Nous pensons qu’avec la mousse utilisée dans cette étude, nous ne nous rapprochons même pas des niveaux qui nous préoccuperaient”, déclare Otterbein. “Ce que nous avons appris des essais sur les gaz inhalés a ouvert la voie pour dire que c’est sûr, tant que vous savez et pouvez contrôler la quantité que vous donnez, un peu comme n’importe quel médicament. C’est un autre aspect intéressant de cette approche – nous pouvons contrôler la dose exacte.”

Dans cette étude, les chercheurs ont également créé des gels contenant du monoxyde de carbone, ainsi que des solides remplis de gaz, en utilisant des techniques similaires à celles utilisées pour fabriquer les Pop Rocks, les bonbons durs qui contiennent des bulles de dioxyde de carbone sous pression. Ils prévoient de les tester dans d’autres études, en plus de développer les mousses pour d’éventuels tests sur des patients humains.

La recherche a été financée, en partie, par un prix de jeune chercheur de la Prostate Cancer Foundation, un prix de chercheur précoce du programme de recherche sur le cancer de la prostate du ministère de la Défense, une bourse Hope Funds for Cancer Research, la National Football League Players Association, le ministère de la Défense et le MIT. Département de l’Ingénierie Mécanique.

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Recent News

Editor's Pick