Ces petits robots peuvent soigner des hémorragies mortelles dans le cerveau des animaux : ScienceAlert

Des essaims de nanorobots sphériques à peine plus grands qu’un virus pourrait un jour sauver des centaines de milliers de vies dans le monde chaque année en arrêtant les hémorragies cérébrales mortelles.

Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par des cliniciens de l’Université Jiao Tong de Shanghai et de l’Université d’Édimbourg, a développé des dispositifs à commande magnétique pour délivrer des doses précises d’agents de coagulation dans les vaisseaux sanguins du corps afin d’éviter les éclatements.

Pour démontrer leur efficacité potentielle, des milliards de structures microscopiques transportant des médicaments ont été guidées à travers le corps d’un animal de laboratoire afin de désamorcer en toute sécurité un anévrisme modèle dans sa carotide.

Bien que la technologie n’ait pas encore été testée sur des patients humains présentant un risque d’accident vasculaire cérébral, l’équipe à l’origine de l’innovation est désormais convaincue que sa conception est à la hauteur du défi consistant à délivrer des quantités contrôlées de médicaments à un endroit précis sans perdre une goutte.

« Les nanorobots sont sur le point d’ouvrir de nouvelles frontières en médecine – nous permettant potentiellement d’effectuer des réparations chirurgicales avec moins de risques que les traitements conventionnels et de cibler les médicaments avec une précision extrême dans les parties du corps difficiles à atteindre », dit Qi Zhou, co-auteur principal de l’étude et biophysicien informatique de l’Université d’Édimbourg.

« Notre étude constitue une étape importante pour rapprocher ces technologies du traitement de conditions médicales critiques en milieu clinique. »

D’un diamètre moyen de seulement 300 nanomètres, chaque particule individuelle est constituée d’un noyau de magnétite entouré d’une charge utile d’un agent de coagulation appelé thrombinequi est elle-même encapsulée dans une coque protectrice faite d’une substance qui fond à exactement 42,5 degrés Celsius (108,5 degrés Fahrenheit) – juste au-dessus de la température du corps humain.

Soumis aux forces de torsion d’un champ magnétique sous la conduite d’un technicien, le noyau d’oxyde de fer entraîne la nanoparticule à travers un labyrinthe de vaisseaux sanguins cartographiés par ultrasons. Ce n’est qu’une fois que les robots sont en sécurité dans l’anévrisme qu’ils sont soumis à un champ magnétique à variation rapide pour faire fondre leur revêtement. Cela déclenche le processus de coagulation et empêche l’éclatement du vaisseau sanguin.

L’équipe de recherche a testé son innovation dans le cadre de plusieurs essais visant à tester son efficacité en termes de coagulation, de points de fusion, de résistance à la dégradation et, en fin de compte, sa capacité à fonctionner en toute sécurité dans un organisme. Une injection de nanorobots en solution a été effectuée sur une courte distance à travers la carotide de l’animal jusqu’à un modèle d’affaiblissement de la paroi artérielle, où les particules ont été arrêtées et forcées de libérer leur charge utile sur commande.

Les chercheurs n’ont constaté aucun signe d’inflammation ou de dommage accidentel dû au processus de chauffage ou à l’administration du médicament, ce qui est de bon augure pour des tests ultérieurs.

Les anévrismes cérébraux affectent environ 3 pour cent des personnes dans le monde entier. Bien que seul un faible pourcentage de ces derniers se rompent, les conséquences de la fuite de leur contenu vital sont désastreuses, entraînant généralement une débilité et la mort dans ce que l’on appelle communément accident vasculaire cérébral ischémique.

Causées par un amincissement de la paroi d’un vaisseau sanguin, elles sont généralement évité de la rupture par des interventions chirurgicales qui coupent ou contournent la section affaiblie, ou emploient enroulement endovasculaire pour bloquer le flux sanguin dans le cul-de-sac bombé.

En utilisant des nanorobots comme une forme de bouchon endovasculaire, les spécialistes médicaux peuvent éviter le rejet potentiel des clips ou les risques liés à la chirurgie et au pontage des vaisseaux sanguins.

Des innovations supplémentaires seront nécessaires pour garantir que les nanorobots puissent se déplacer dans les profondeurs du corps humain, plus loin que ce que les champs magnétiques peuvent actuellement atteindre.

Pourtant, en ce qui concerne la preuve de concept, ce service paramédical microscopique pourrait un jour être le moyen sûr et rapide d’empêcher un vaisseau sanguin instable d’éclater et de mettre fin à une vie.

Cette recherche a été publiée dans Petit.