Dans les situations d’urgence causées par une thrombose, le caillot doit être détruit dans un délai très court — environ 3 à 4,5 heures. Après cela, les tissus meurent sans circulation sanguine. Mais même si le patient a eu la chance de subir une thrombolyse, il souffrira de nombreuses complications causées par le médicament thrombolytique – une enzyme spécifique injectée par voie intraveineuse pour dissoudre les caillots sanguins. En moyenne, dans les pays développés, la thrombolyse est effectivement réalisée dans 15% des cas. Dans des pays comme la Russie, ce chiffre est beaucoup plus faible : sur cent personnes amenées à l’hôpital, seules deux peuvent bénéficier significativement de la procédure. Dans les autres cas, le patient est confronté à un risque d’invalidité ou de décès.
Le problème est que les médicaments thrombolytiques ne ciblent pas le caillot, mais se répandent dans tout le système circulatoire. L’organisme commence à bloquer une enzyme étrangère, diminuant rapidement son activité. Par conséquent, les médicaments sont injectés à des doses débilitantes dans l’espoir qu’au moins une petite partie atteigne le caillot sanguin à temps. « Aujourd’hui, nous utilisons un marteau de forgeron pour casser une noix », déclare Ivan Dudanov, chef du centre cardiovasculaire régional de l’hôpital Mariinsky. « En dissolvant un petit caillot de sang qui bloquait un vaisseau de seulement 1 à 2 mm de diamètre, les médicaments thrombolytiques ont un effet négatif sur l’ensemble du réseau de vaisseaux sanguins. Pour changer la situation, nous avons décidé de mettre au point une méthode d’administration ciblée des médicaments qui nous permettrait de réduire considérablement la dose et de faire en sorte que l’ensemble de l’effet thérapeutique soit concentré sur le caillot. »
Les scientifiques ont produit un matériau composite, capable de délivrer des enzymes thrombolytiques de manière sûre et ciblée. Le nouveau matériau est composé d’une structure poreuse de magnétite et de molécules d’urokinase – une enzyme fréquemment utilisée en médecine comme agent thrombolytique. Le composite peut être utilisé pour créer un revêtement thrombolytique pour les vaisseaux sanguins artificiels et des solutions injectables stables composées de particules nanométriques qui peuvent être facilement localisées près du caillot au moyen d’un champ magnétique externe.
Important, le cadre de magnétite protège également les enzymes de divers inhibiteurs présents dans le sang et pouvant désactiver les médicaments thrombolytiques. Andrey Drozdov, premier auteur de l’étude et chercheur au Laboratoire de chimie des solutions des matériaux et technologies avancés note : « Habituellement, afin d’obtenir un effet prolongé pour ces médicaments, l’enzyme est placée à l’intérieur d’une matrice polymère. L’enzyme est ensuite progressivement libérée de la matrice et finit par perdre toute activité. Nous, en revanche, avons démontré expérimentalement que les enzymes protégées par notre approche ne perdent pas leurs propriétés thérapeutiques sur des périodes prolongées et même après un usage répété. La vitesse à laquelle le nouveau médicament peut dissoudre le caillot est environ 4 000 fois supérieure à celle des enzymes non protégées. »
Le matériau est potentiellement sûr pour l’homme, car il est constitué de composants déjà autorisés pour l’injection intraveineuse. Selon le professeur Dudanov, les futurs médicaments basés sur le nouveau composite pourraient être utilisés non seulement pour le traitement des thromboses, mais aussi pour leur prévention. Circulant dans le sang même en petites quantités, l’enzyme peut nettoyer en douceur les vaisseaux et restera active pendant très longtemps jusqu’à ce qu’elle soit naturellement excrétée par le foie comme un métabolite ordinaire.
Ce travail est devenu une suite logique d’études antérieures consacrées au piégeage de l’enzyme dans la matrice de magnétite sol-gel et à la production de systèmes bioactifs contrôlés magnétiquement.
« Dans cette phase de notre projet, nous avons démontré comment le concept que nous avons développé fonctionne pour des objets plus spécifiques. Nous avons préparé un colloïde thrombolytique et testé ses effets sur un caillot sanguin artificiel obtenu à partir de plasma et de sang humain, et sur un thrombus extrait de patients. Les résultats pourraient bientôt nous permettre d’essayer le nouveau système thrombolytique sur des mammifères. Nous nous préparons maintenant aux études précliniques », conclut Vladimir Vinogradov, chef du laboratoire de chimie des solutions des matériaux et technologies avancés.