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Si les crises cardiaques émettaient un signal d’alarme, les patients auraient de meilleures chances de les prévenir. C’est l’idée qui sous-tend une nouvelle technique d’imagerie mise au point par une équipe de chercheurs dirigée par Spartan.

Un signal d’alarme

« Nous envoyons de la lumière dans une artère où nous avons délivré certains types de particules capables d’absorber cette lumière », explique Bryan Smith, professeur associé au collège d’ingénierie de la Michigan State University. « En libérant cette énergie, elles peuvent littéralement nous renvoyer un signal sonore que nous pouvons détecter et utiliser pour créer des images en 3D. »

« La puissance de notre nouvelle technique réside dans sa sélectivité », a déclaré M. Smith. « Il existe certainement d’autres méthodes d’imagerie des plaques, mais ce qui distingue cette stratégie, c’est qu’elle est cellulaire », a déclaré Smith. « Nous examinons spécifiquement les cellules – appelées macrophages et monocytes – qui sont les plus responsables de la vulnérabilité d’une plaque en premier lieu. »

Bien qu’il soit difficile de prouver qu’une plaque particulière est responsable d’un accident vasculaire cérébral ou d’une crise cardiaque chez un patient, l’idée dominante est que les plaques vulnérables sont les plus dangereuses, a déclaré M. Smith. Il s’agit de plaques inflammatoires qui peuvent se rompre et donc bloquer les vaisseaux sanguins.

Rechercher les macrophages et monocytes

En plus des dépôts graisseux, les plaques vulnérables contiennent également beaucoup de cellules immunitaires, dont de nombreux macrophages et monocytes. Smith et son collègue ont mis au point des nanoparticules – de minuscules tubules constitués d’atomes de carbone – qui recherchent naturellement et spécifiquement ces cellules.

En injectant ces particules à des souris, les chercheurs envoient les tubes à la recherche de cellules immunitaires spécifiques qui se rassemblent dans les plaques. Les chercheurs peuvent ensuite envoyer une lumière laser dans les artères. En présence d’une plaque, ces particules absorbent la lumière et émettent des ondes sonores. Les chercheurs utilisent ensuite ce signal acoustique pour localiser et visualiser la plaque.

« Si l’on compare un vaisseau sanguin normal à un vaisseau présentant une plaque, on constate qu’il y a beaucoup plus de macrophages et de monocytes dans le vaisseau présentant une plaque », a déclaré M. Smith. « Et notre méthode s’intéresse vraiment aux monocytes et aux macrophages. Pratiquement aucun autre type de cellule n’absorbe ces nanoparticules. »

L’idée de coupler la lumière et le son, qui est connue sous le nom d’effet photoacoustique, remonte à Alexander Graham Bell à la fin des années 1800, a déclaré Smith. Cependant, pour passer de cette idée à un diagnostic médical, il a fallu développer des technologies telles que les lasers et les ultrasons. La technique arrive maintenant à maturité, puisque la FDA a approuvé plus tôt cette année un appareil d’imagerie photoacoustique pour la détection du cancer du sein.

Pour une médecine de précision

À l’avenir, les médecins pourront obtenir des images des plaques artérielles de manière précise et non invasive grâce aux innovations de Smith et de son équipe en matière de nanoparticules. Des chercheurs des universités de Stanford et d’Emory se sont joints à Smith pour ce projet. « Ce progrès passionnant en nanomédecine n’a été possible que grâce à notre équipe multidisciplinaire d’experts », a déclaré Eliver Ghosn, collaborateur du projet et professeur adjoint à la faculté de médecine de l’université Emory.

« Actuellement, il n’existe aucun moyen efficace de localiser et de traiter avec précision ces plaques vulnérables avant qu’elles ne provoquent une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral », a déclaré M. Ghosn. « Nous espérons que nos études contribueront à changer cela ».

Elles pourraient également libérer des médicaments

Du point de vue du traitement, le laboratoire de Smith a également déjà montré qu’il pouvait emballer ses nanoparticules avec un médicament utilisé pour combattre ces plaques. À l’avenir, l’équipe étudiera la possibilité d’utiliser ces particules pour faciliter l’imagerie et l’administration d’un traitement. « On peut donc se demander s’il est possible de relier ces idées et de développer une combinaison de thérapie et de diagnostic. Je pense que la réponse est absolument oui », a déclaré M. Smith. « Il y a beaucoup de potentiel dans ce domaine. »

Cette recherche a été publiée dans Advanced Functional Materials.

Source : Michigan State University
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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