Publié le 21 novembre 2024 05:04:00. Des chercheurs américains ont mis au point un patch cardiaque biodégradable capable de favoriser la réparation des tissus endommagés après une crise cardiaque, en délivrant directement au cœur une molécule régulatrice du système immunitaire.
- Un patch biodégradable, équipé de micro-aiguilles, libère une molécule (l’interleukine-4) directement dans le tissu cardiaque lésé.
- Cette approche ciblée vise à limiter la formation de tissu cicatriciel et à améliorer la fonction cardiaque à long terme.
- L’équipe de recherche travaille à rendre l’application de ce patch moins invasive.
Une équipe de recherche de la Texas A&M University, dirigée par le Dr Ke Huang, a développé un dispositif prometteur pour améliorer la récupération après un infarctus du myocarde. Ce patch innovant, composé de matériaux biodégradables, est conçu pour administrer une dose précise d’interleukine-4 (IL-4) directement dans le muscle cardiaque endommagé, minimisant ainsi les effets secondaires potentiels sur le reste de l’organisme.
L’IL-4 est une molécule connue pour son rôle dans la modulation du système immunitaire. Après une crise cardiaque, le corps réagit en formant du tissu cicatriciel sur la zone touchée. Si cette cicatrice stabilise structurellement le cœur, elle ne possède pas les propriétés contractiles du muscle cardiaque sain. À terme, cela peut entraîner une surcharge de travail pour le muscle restant et contribuer à l’insuffisance cardiaque.
Le patch développé par l’équipe du Dr Huang agit comme un vecteur thérapeutique. Il est constitué de micro-aiguilles qui, une fois appliquées sur la surface du cœur, se dissolvent et libèrent l’IL-4 directement dans la zone lésée. Ce faisant, le patch encourage les cellules immunitaires, notamment les macrophages, à adopter un profil favorisant la guérison plutôt qu’une réponse inflammatoire exacerbée.
« Ce patch agit comme un pont. Les micro-aiguilles pénètrent dans la couche externe du cœur et permettent au médicament d’atteindre le muscle endommagé situé en dessous, qui est normalement très difficile d’accès. »
Ke Huang, professeur adjoint au Département des sciences pharmaceutiques
Les chercheurs ont également observé des réponses cellulaires inattendues. Les cardiomyocytes, les cellules musculaires du cœur, sont devenus plus réceptives aux signaux provenant des cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins. Cette amélioration de la communication intercellulaire pourrait jouer un rôle crucial dans le processus de récupération à long terme. De plus, le patch a permis de réduire les signaux inflammatoires émis par les cellules endothéliales et d’activer une voie de signalisation appelée NPR1, bénéfique pour la santé vasculaire et la fonction cardiaque.
Des tentatives antérieures d’utilisation de l’IL-4 pour la réparation cardiaque impliquaient une administration systémique, c’est-à-dire une injection dans la circulation sanguine. Cependant, cette approche entraînait des effets indésirables dans d’autres organes. Le patch biodégradable résout ce problème en concentrant l’action du médicament précisément sur la zone ciblée.
Pour l’instant, la pose du patch nécessite une intervention chirurgicale thoracique ouverte. L’équipe du Dr Huang travaille activement à développer une méthode d’administration moins invasive, envisageant notamment l’utilisation d’un petit tube pour délivrer le patch. Ils collaborent également avec Xiaoqing (Jade) Wang, professeur adjoint de statistiques, pour développer un modèle d’intelligence artificielle capable de cartographier les réponses immunitaires et d’optimiser les futures thérapies immunomodulatrices.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Cell Biomaterials et ont été rendus possibles grâce au financement des National Institutes of Health et de l’American Heart Association.