Étude révolutionnaire révèle de nouvelles perspectives sur les facteurs de guérison avancée

Une nouvelle étude a découvert un moyen d’accélérer considérablement la guérison des plaies, ce qui contribue à hauteur de $250 milliards aux coûts de santé mondiaux. 

La guérison des plaies est un grand problème clinique, avec des plaies affectant plus de 8 millions de personnes aux États-Unis en 2014 seulement. La population américaine qui vieillit et s’alourdit de plus en plus a entraîné la croissance du marché des produits de fermeture de plaies à 21,4 milliards de dollars en 2022. Ce chiffre devrait augmenter de plus de 4 % d’ici la fin de la décennie.

Il y a une raison à ces chiffres alarmants. La peau est la partie la plus externe de notre corps et est composée de trois couches : l’épiderme, le derme et l’hypoderme. Elle agit comme la barrière initiale du corps contre les produits chimiques, les agents pathogènes, les blessures mécaniques et les rayons UV. 

Étant donné qu’il s’agit de l’organe le plus accessible de notre corps, il est assez facile de le blesser, ce qui entraîne une plaie. De telles blessures sont courantes et peuvent aller de mineures à graves. Elles sont généralement classées comme aiguës ou chroniques.

Lorsqu’une plaie se produit, notre corps commence à se réparer par une interaction complexe d’événements cellulaires, chimiques et physiques. Ceci est réalisé via deux mécanismes : la régénération tissulaire, qui consiste à remplacer le tissu endommagé en répliquant des cellules identiques, et la réparation tissulaire, qui répare les tissus détruits, mais qui perdent leur structure et leur fonction spécialisées après cela.

Le processus sophistiqué de guérison normale d’une plaie aiguë implique principalement quatre phases : l’hémostase, l’inflammation, la prolifération et la remodelation. Les plaies qui ne parviennent pas à passer par ces étapes normales ont tendance à rester dans un état inflammatoire dysrégulé.

Dans la première phase, une blessure endommage les vaisseaux sanguins, et le corps active les plaquettes et libère des facteurs de croissance pour arrêter le flux sanguin. Dans la deuxième phase, un type spécial de globule blanc appelé neutrophiles commence à décomposer les tissus morts et à les éliminer. Dans la dernière partie de cette phase, un autre type de globule blanc, les monocytes, apparaît et se transforme en grandes cellules appelées macrophages, qui consomment les tissus endommagés et libèrent des cytokines, des chémokines et des facteurs de croissance.

Dans la troisième phase, les macrophages produisent différentes substances, ce qui amène le corps à produire de nouveaux tissus, qui remplissent le lit de la plaie et ferment la plaie. Dans la quatrième et dernière phase, le corps produit et détruit du collagène pour la remodelation de nouveaux tissus.

Plusieurs facteurs entravent ce processus de guérison des plaies, notamment les médicaments, les infections et les comorbidités, ainsi que les habitudes de vie, le statut nutritionnel et l’intégrité préexistante de la peau. 

Ces facteurs incluent le tabagisme, qui affecte la circulation sanguine ; l’alcool, qui diminue la fonction immunitaire ; les radiations, qui ralentissent la guérison des plaies ; la nécrose, qui entraîne la mort tissulaire ; le diabète, qui entraîne des complications telles que la neuropathie périphérique et l’ischémie ; l’obésité, qui est associée à une oxygénation tissulaire inadéquate et à un risque accru d’ischémie ; les stéroïdes, qui réduisent la production de collagène et la prolifération des fibroblastes ; et les médicaments anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS), qui arrêtent l’angiogenèse.

En exploitant le système immunitaire 

Les blessures de la peau perturbent la vie quotidienne de millions de personnes, entraînant non seulement des infections et des séjours hospitaliers prolongés, mais également la mort dans de nombreux cas. Une quantité importante de ressources est consacrée à la recherche de stratégies de gestion des plaies efficaces.

Lorsqu’il s’agit des soins des plaies, il y a un accent mis sur la recherche de nouvelles approches thérapeutiques et de progrès techniques pour la gestion des plaies aiguës et chroniques. Cependant, cela signifie comprendre la science de la guérison des plaies et la façon dont les tissus se réparent et se régénèrent après une blessure. 

Bien que de nombreux progrès aient été réalisés dans la compréhension du processus complexe de guérison des plaies, il y a encore des étapes à découvrir. C’est exactement ce que la nouvelle étude a réalisé. Une équipe de chercheurs a fait une découverte majeure en trouvant une partie cruciale du processus de guérison des plaies qui est altérée dans des conditions telles que le vieillissement avancé et le diabète. 

Les traitements de médecine régénérative réussis doivent en fait utiliser les facteurs qui jouent un rôle clé dans la guérison des tissus. Lorsqu’il s’agit de la guérison des tissus, notre système immunitaire joue un rôle vital ici. 

En ajustant le système immunitaire pour promouvoir la guérison des plaies s’est avéré très efficace. Pour une guérison appropriée, les composants immunitaires travaillent ensemble pour créer une série complexe d’événements. Par conséquent, les stratégies régénératives qui contrôlent les composants immunitaires se sont avérées efficaces dans la guérison des plaies, en particulier dans les cas où la dysrégulation immunitaire due à des maladies comme le diabète ou le vieillissement a endommagé la guérison tissulaire après une blessure.

Ces conditions ont tendance à avoir un effet négatif sur la guérison tissulaire, entraînant généralement une inflammation persistante au site de la blessure. Les patients diabétiques ont en fait un risque de 25 % de développer une ulcère du pied (DFU) au cours de leur vie, dont 14 % progressent vers une amputation. 

“Les chances d’avoir cette plaie courante liée au diabète augmentent avec l’augmentation de la longévité et de la complexité médicale des personnes atteintes de diabète.” 

– Le Dr Yen-Zhen Lu, co-auteur de l’étude la plus récente

Un autre facteur qui joue un rôle clé dans la réparation et la régénération tissulaire est le système nerveux. Des études ont démontré que les nerfs périphériques sont essentiels dans certaines espèces animales capables de régénérer des tissus. Certaines études ont utilisé la déplétion des nerfs chez les souris, qui a montré que les neurones nociceptifs favorisent la réparation de la peau et que les fibres C non peptidériques encouragent la régénération du tissu adipeux (tissu conjonctif qui s’étend dans tout le corps) après un dommage induit par les UV. 

Maintenant, les neurones sensoriels nociceptifs ou les nocicepteurs sont des nerfs sensoriels primaires spécialisés qui détectent la douleur en détectant et en répondant à des stimuli toxiques allant de la température, de l’inflammation et des produits chimiques à une pression intense. 

Ces neurones sensoriels avec des terminaisons nerveuses dans les tissus jouent un rôle important en tant que régulateurs immunitaires, exerçant à la fois des effets protecteurs et nocifs. Par exemple, les nocicepteurs peuvent à la fois réduire ou accroître l’inflammation.

Compte tenu de la capacité des nocicepteurs à modifier le système immunitaire et du rôle critique de ce dernier dans la réparation et la régénération tissulaire, l’étude a examiné l’importance des neurones sensoriels peptidériques dans la guérison des tissus après une blessure aiguë. Les chercheurs ont également étudié l’utilisation des interactions neuro-immunes pour faire progresser la guérison tissulaire. 

L’équipe a spécifiquement utilisé le muscle et la peau comme modèles de tissus avec des nocicepteurs, dans lesquels le système immunitaire aide à la réparation et à la régénération.

En utilisant les neurones sensoriels pour la guérison tissulaire

Bien qu’il n’y ait pas de compréhension claire de la façon dont les interactions neuro-immunes influencent la restauration des tissus après une blessure soudaine, la dernière étude publiée dans Nature a montré que la suppression ou la destruction du nocicepteur NaV1.8 joue un rôle clé ici. 

Nav1.8, ou canal sodique à voltage, est présent dans le ganglion de la racine dorsale (DRG), un groupe de neurones dans la racine dorsale d’un nerf spinal dans de petits neurones sensoriels appelés fibres C. Ces fibres C peuvent être activées par des stimuli mécaniques et, à ce titre, peuvent transmettre des messages de douleur. Le NaV1.8 est donc un objectif thérapeutique crucial pour le développement de nouveaux médicaments pour le traitement de la douleur chronique.

L’étude a constaté que, pendant le processus de guérison, les terminaisons des nocicepteurs pénètrent dans les tissus blessés et communiquent avec les cellules immunitaires via le neuropeptide CGRP. 

“Remarquablement, ce neuropeptide agit sur les cellules immunitaires pour les contrôler, facilitant ainsi la guérison tissulaire après une blessure.” 

– Le chercheur principal Mikaël Martino

CGRP, ou peptide lié au gène de la calcitonine, est libéré à partir des nerfs sensoriels et possède des mécanismes protecteurs importants pour la guérison des plaies. Il agit via la protéine de modification d’activité du récepteur 1 (RAMP1) sur les neutrophiles, les monocytes et les macrophages pour entraver la gestion, accélérer la disparition, amplifier l’éfferocytose et polariser les macrophages vers un phénotype de réparation.

Les effets du CGRP sur les neutrophiles (globules blancs qui aident à combattre l’infection) et les macrophages (globules blancs qui tuent les micro-organismes, éliminent les cellules mortes et encouragent les actions d’autres cellules du système immunitaire) sont médiatisés par la libération de la thrombospondine-1.

Notamment, les neurones sensoriels sont importants pour la distribution du CGRP. Cela a été démontré en supprimant sélectivement les neurones sensoriels chez les souris, ce qui a réduit le CGRP et considérablement diminué la guérison des plaies cutanées et la régénération musculaire après une blessure.

Cependant, en tant que petit peptide, le CGRP est confronté à des défis pour obtenir des effets durables lorsqu’il est administré localement dans les tissus. De plus, une concentration élevée de CGRP dans le corps n’est pas recommandée, compte tenu de ses effets hors cible possibles.

Ainsi, l’équipe a conçu le CGRP, puis l’a fusionné avec une séquence de liaison à la matrice extracellulaire pour améliorer la rétention et la protection sans endommager son activité. Les variants du CGRP ont finalement été administrés par voie topique dans la peau et via un hydrogel de fibrine pour le muscle. 

L’administration de 1 μg de ces variants de CGRP a amélioré l’étendue de la guérison des plaies et de la régénération musculaire. Une dose plus faible, 250 ng du CGRP ingénierisé, a donné de meilleurs résultats, tandis qu’une dose élevée, 10 μg, a contribué à une sensibilisation nociceptive périphérique.

En conclusion, l’étude a constaté que, chez les souris dépourvues de nocicepteurs et chez celles présentant des neuropathies périphériques similaires à celles observées chez les patients diabétiques, l’injection de CGRP ingénierisé a accéléré la fermeture des plaies et favorisé la régénération musculaire. L’étude mentionne même que l’application du CGRP est susceptible de promouvoir la réparation cornéenne. 

Cela montre que, en exploitant les interactions neuro-immunes, nous pouvons gérer les tissus qui ne guérissent pas en raison d’interactions neuro-immunes dysrégulées qui endommagent la guérison tissulaire.

Cliquez ici pour obtenir la liste des dix meilleures actions de santé à investir.

Ouverture de nouvelles voies pour des thérapies efficaces 

Comme nous l’avons vu, cette dernière étude a fait une découverte profonde, “l’interaction complexe entre les nocicepteurs, les cellules immunitaires et les processus de guérison tissulaire”, qui a des implications importantes pour faire progresser notre compréhension du processus de guérison tissulaire après une blessure aiguë. 

Cette découverte, selon le professeur associé Martino, a le potentiel de changer complètement le visage de la médecine régénérative en mettant en lumière “le rôle crucial des neurones sensoriels dans l’orchestration de la réparation et de la régénération des tissus, offrant des implications prometteuses pour améliorer les résultats des patients”.

En outre, ces résultats peuvent être vraiment utiles pour traiter les tissus qui guérissent mal et les plaies chroniques. Selon Martino, qui est chef de groupe à l’Australian Regenerative Medicine Institute (ARMI) de l’Université de Monash et à l’EMBL Australia :

“En exploitant les interactions neuro-immunes, l’équipe vise à développer des thérapies innovantes qui s’attaquent à l’une des causes profondes de la guérison tissulaire altérée, offrant de l’espoir à des millions de personnes.” 

Il a ajouté que l’utilisation du potentiel de la “neuro-immuno-régénération” peut conduire à la création de thérapies efficaces en tant que traitements autonomes ou en combinaison avec les approches existantes.

La découverte des mécanismes de base dans les aspects complexes du processus de guérison est fondamentale pour la recherche sur les plaies et la recherche de solutions plus efficaces pour traiter les plaies.

De nombreuses études cliniques sont actuellement en cours, se concentrant sur de nouveaux médicaments et thérapies avancées. En particulier, des centaines de pansements innovants pour plaies avec de nouveaux mécanismes d’action diversifiés sont en développement préclinique et clinique pour traiter les plaies aiguës et chroniques.

Dans les plaies aiguës, des progrès sont réalisés dans les pansements qui suppriment le saignement, absorbent les fluides qui s’échappent et ferment les plaies pour promouvoir la guérison. Par exemple, des matériaux tels que l’alginate, le poly(N-isopropylacrylamide) et les hydrogels sont explorés pour créer un pansement adhésif très fort qui accélère la contraction des plaies. 

Dans les plaies chroniques qui ne progressent pas à travers les étapes de guérison habituelles, les nouveaux bandages ciblent la phase inflammatoire, où ils ont tendance à rester trop longtemps. De plus, ces bandages restaurent les tissus de la peau et offrent une protection contre les infections. Dans les plaies diabétiques, les études visent à déclencher le processus de guérison en induisant une inflammation aiguë par la libération du neuropeptide substance P et la livraison d’un stabilisateur de mastocytes. Chez les souris diabétiques, la suppression des facteurs pro-inflammatoires nocifs pour les tissus a été montrée pour améliorer la régénération et la guérison tissulaire.

Un autre domaine de focalisation est les substituts de peau pour les brûlures graves, où la bioimpression 3D reçoit une attention significative. De plus, des essais cliniques sont en cours sur la cicatrisation avancée et la guérison, notamment ceux liés aux cellules souches, aux exosomes et aux peptides.

Malgré tous les progrès réalisés, le traitement des plaies aiguës et chroniques présente de nombreux défis. Pour les relever, nous avons besoin d’une compréhension plus approfondie des processus qui déterminent la blessure et la guérison des plaies dans différents cas. 

Cliquez ici pour en savoir plus sur les approches innovantes pour améliorer la longévité humaine.

Conclusion

Alors que les humains ont largement échoué à guérir leurs plaies sans cicatrices, de nombreux animaux peuvent régénérer des plaies sans cicatrices. Les cétacés, les mammifères à peau serrée, ont montré une capacité extraordinaire à guérir des blessures profondes des tissus mous, bien que des informations essentielles sur la guérison de leurs plaies soient encore manquantes. Cependant, les salamandres ont des capacités de régénération impressionnantes. Non seulement peuvent-elles guérir des blessures internes et externes sans cicatrices, mais les salamandres peuvent également régénérer leurs membres manquants.

 Notablement, les animaux qui peuvent se régénérer sans cicatrices tendent à avoir des os “très petits” et des tissus “presque gélatineux”.

Ce n’est pas que les humains manquent de ces capacités ; la capacité incroyable des fœtus humains à guérir les plaies de la peau sans cicatrices dans l’utérus a été étudiée par les scientifiques, une capacité que nous tendons à perdre après la naissance. Mais maintenant, comme nous l’avons discuté ci-dessus, la découverte de la molécule a accéléré le processus de guérison de manière significative, jusqu’à 2,5 fois plus rapide et 1,6 fois plus de régénération musculaire dans les modèles animaux.

Dans l’ensemble, les innovations, les avancées et les progrès technologiques garantissent que les patients reçoivent le traitement le plus efficace, indiquant un avenir radieux pour les soins des plaies et la guérison avancée pour les humains.

Cliquez ici pour les dix actions biotechnologiques les plus prometteuses.