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Les maladies cardiaques, les accidents vasculaires cérébraux, la sepsie et le cancer sont à l’origine du plus grand nombre de décès dans le monde. Ils ont également un autre point commun: ils sont tous associés à des plaquettes activées; des cellules qui circulent dans notre sang et aident normalement à former des caillots sanguins pour arrêter le saignement et favoriser la guérison des blessures, mais ils peuvent également contribuer à la formation de caillots sanguins indésirables, des tumeurs et d’autres formes de maladies dangereuses.

Un traitement antiplaquettaire réversible

Le problème est que plusieurs médicaments antiplaquettaires ont été mis au point pour lutter contre les affections liées aux plaquettes, mais leurs effets ne sont pas facilement réversibles et les patients qui prennent ces médicaments courent un risque de saignement incontrôlé en cas de blessure. En outre, si ces patients doivent subir une intervention chirurgicale, ils doivent arrêter leur traitement jusqu’à une semaine avant la procédure, ce qui augmente leur risque de développer des caillots.
Mais une équipe de chercheurs du Wyss Institute de l’Université Harvard et de plusieurs institutions collaboratrices a créé un traitement antiplaquettaire réversible sans médicament qui utilise des plaquettes désactivées qui pourraient réduire le risque de formation de caillots sanguins et potentiellement prévenir les métastases du cancer. Cette recherche est rapportée dans Science Translational Medicine.
«La réversibilité et la rapidité d’action sont les principaux avantages de nos leurres pour plaquettes», a déclaré la première auteure, Anne-Laure Papa. « Nous pensons qu’ils seront utiles dans les situations hospitalières telles que la prévention de la coagulation chez les patients à haut risque juste avant une intervention chirurgicale, ou lorsqu’ils sont administrés en association avec une chimiothérapie pour empêcher la propagation des tumeurs existantes. »
Papa était stagiaire post-doctoral au Wyss Institute, où il travaillait avec le directeur de l’institut, Donald Ingber, au moment de la réalisation de cette recherche. Elle est actuellement professeurs assistants à la George Washington University. Ingber est professeur de biologie vasculaire Judah Folkman à la Harvard Medical School et du programme de biologie vasculaire de l’hôpital pour enfants de Boston, ainsi que professeur de bioingénierie à la faculté d’ingénierie et de sciences appliquées de l’Université Harvard.

Annulation de caillots

Les leurres sont des plaquettes humaines dont les membranes lipidiques externes et les viscères ont été prélevés en laboratoire par centrifugation et traitement à l’aide d’un détergent. Parce qu’ils sont essentiellement vides, les leurres ont environ le tiers de la taille des plaquettes normales, mais leurs surfaces conservent la majorité de leurs protéines adhésives. Ils peuvent toujours utiliser ces molécules de surface pour se lier à d’autres cellules qui se produisent naturellement dans le sang, mais sont incapables d’activer le processus de coagulation.
Lorsque les leurres ont été perfusés dans un canal imitant les vaisseaux sanguins microfluidiques et exposés à des produits chimiques stimulant les plaquettes, ils ne manifestaient pas un comportement de coagulation normal et quand les chercheurs ont ajouté des leurres au sang humain normal dans le canal (un leurre pour cinq plaquettes), ils ont constaté que la capacité des plaquettes normales à s’agréger et à se lier aux parois du canal.
« Les leurres, contrairement aux plaquettes normales, sont incapables de se lier à la paroi du vaisseau sanguin et entravent probablement la capacité des plaquettes normales à se lie. », a expliqué Papa. «Une façon d’imaginer cela serait que les leurres soient des patineurs rapides qui patinent le long du mur d’une patinoire et que leur vitesse élevée empêche les autres patineurs de s’approcher du mur, les empêchant ainsi de ralentir et de s’accrocher à elle.»
Un fait important, les scientifiques ont réussi à inverser rapidement l’inhibition de l’activité plaquettaire normale des leurres en ajoutant simplement des plaquettes fraîches dans les canaux. L’administration de plaquettes par voie intraveineuse à des patients est déjà une procédure courante dans les hôpitaux. Ainsi, un patient porteur de fausses plaquettes qui doit retrouver rapidement la capacité de former des caillots sanguins à la suite d’une blessure ou d’une opération peut être traité facilement et rapidement réactivé.
Après les expériences sur les canaux, les chercheurs ont testé leurs leurres chez les lapins et ont découvert que le même rapport 1: 5 de leurres sur le nombre de plaquettes dans leur sang les empêchaient de développer des caillots après une lésion d’un vaisseau sanguin. La numération et la taille des plaquettes sanguines étant similaires chez les lapins et les humains, il est probable que les leurres aient le même effet chez les patients humains.

Contrecarrer les tumeurs

En plus de se lier les unes aux autres et aux parois des vaisseaux sanguins, les plaquettes sont connues pour se lier aux cellules cancéreuses, les protégeant ainsi du système immunitaire et les aidant à former de nouvelles tumeurs métastatiques à des sites distants. Lorsque l’équipe a perfusé des plaquettes normales et des cellules cancéreuses du sein humaines dans leurs canaux microfluidiques, les cellules cancéreuses se sont collées à et ont commencé à envahir les parois du canal, de manière similaire à la façon dont elles forment de nouvelles tumeurs.
L’ajout de leurres aux plaquettes normales empêchait presque complètement les plaquettes d’aider les cellules cancéreuses à envahir la paroi du canal, suggérant qu’elles pourraient empêcher la formation de nouvelles tumeurs.
Pour confirmer ce potentiel, les chercheurs ont injecté à des souris soit des plaquettes humaines, soit une combinaison de plaquettes et de leurres, puis des cellules cancéreuses du sein. L’équipe a découvert que les souris recevant les plaquettes et les leurres développaient des tumeurs métastatiques et qu’elles étaient beaucoup plus petites et moins nombreuses que celles recevant uniquement des plaquettes.
Bien que ces fausses plaquettes n’aient pas encore été testés chez l’homme, il est possible qu’un jour ces leurres soient perfusés aux patients pendant la chimiothérapie pour empêcher la propagation des tumeurs existantes, ou injectés au cours d’opérations chirurgicales pour empêcher les cellules tumorales de former de nouvelles tumeurs ailleurs dans le corps .
Papa et ses collègues continuent de travailler sur cette technologie afin de garantir que les leurres puissent durer dans le sang pour une efficacité accrue, et étudient la possibilité de les charger avec des médicaments pour aider à administrer des traitements directement sur les sites de caillots et de tumeurs sanguines, ou peut-être même tuer les cellules tumorales en circulation dans le sang.

Une thérapie cellulaire pour prévenir la coagulation

«Dans cette étude», a déclaré Ingber, «nous avons pu créer ce qui est effectivement une thérapie cellulaire à dominante négative pour prévenir la coagulation induite par l’activation plaquettaire et les cascades métastatiques. C’est un autre exemple de la façon dont des maladies apparemment non liées ont souvent des facteurs contributifs communs, tels que l’inflammation, le stress ou, dans ce cas, des plaquettes activées, et nous pouvons développer de nouvelles thérapies pour de multiples troubles en ciblant l’un de ces facteurs clés. »
Parmi les autres auteurs du document figurent Amanda Jiang, Akiko Mammoto et Tadanori Mammoto du Boston Children’s Hospital et de l’École de médecine de Harvard; Netanel Korin, Anna Waterhouse, Emma Nash, Amanda Graveline, Andyna Vernet et Abhishek Jain de l’Institut Wyss; Michelle Chen et Roger Kamm du MIT; et Erin Langan et Matthew Gounis du Centre de recherche sur les accidents cérébrovasculaires de la Nouvelle-Angleterre de l’Université du Massachusetts.
Source : Harvard University
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