Les biomatériaux synthétiques pourraient devenir cruciaux dans les situations de traumatisme d’urgence

“Guérir” les saignements avec des plaquettes artificielles

De nombreux décès dus aux blessures et aux accidents sont liés à la perte de sang. Bien que moins évoqué que le cancer, les maladies cardiovasculaires ou génétiques, ce domaine de la médecine pourrait grandement bénéficier de technologies plus avancées pour sauver des vies.

Dans les traitements actuels aux urgences, la transfusion de plaquettes, les cellules responsables de la coagulation, est souvent nécessaire pour maîtriser les saignements.

Les plaquettes fonctionnent en répondant à un signal envoyé par le corps lors d’une blessure, ce qui les fait se diriger vers le site de la lésion. Une fois arrivées, les plaquettes s’agglutinent pour former un caillot qui aide à arrêter le saignement.

Source: Byjus

Le caillot lui‑même est formé par l’agglomération de plaquettes et de fibrine, une protéine fibreuse présente dans le sang. L’ensemble du processus est également médié par pas moins de 13 facteurs de coagulation différents.

Source: Plaquettes.

Cependant, le problème est que le stockage des transfusions de plaquettes est difficile, ce qui réduit leur utilité en situation pré‑hospitalière. Parmi les problèmes figurent « une disponibilité limitée des donneurs, une portabilité et un stockage difficiles, un risque élevé de contamination bactérienne et une durée de vie très courte (~5‑7 jours) ».

Les plaquettes restent la “final frontier” de la transfusion de composants sanguins en contexte pré‑hospitalier, et les données soutenant une amélioration des résultats avec une transfusion précoce de plaquettes lors d’hémorragies massives renforcent fortement la justification de faire progresser la transfusion de plaquettes aux côtés des PRBC et du plasma.

Plaquettes artificielles bio‑inspirées : passé, présent et futur.

Les saignements provenant d’une blessure traumatique resteront toujours dangereux, quels que soient les progrès réalisés en génétique, biologie cellulaire ou organes artificiels. Comme le saignement est une cause majeure de décès avant l’arrivée à l’hôpital, une solution autre que la transfusion de plaquettes est nécessaire.

Alors que de nombreux efforts ont été consacrés à améliorer le stockage et l’utilité des plaquettes naturelles, les plaquettes artificielles constituent une autre alternative.

En s’appuyant sur les progrès de la nanotechnologie, ce concept pourrait devenir une réalité plus tôt que prévu, grâce aux chercheurs de la North Carolina State University, de l’Université de Virginie, de l’Université Duke et de l’Université Chapman, et leurs résultats publiés sous le titre “Des particules ultra‑souples semblables à des plaquettes arrêtent les saignements chez des modèles de rongeurs et de porcs de traumatisme”.

Plaquettes artificielles

Plusieurs tentatives ont été réalisées par le passé pour développer des systèmes de plaquettes artificielles.

L’utilisation de plaquettes naturelles conjointement avec des systèmes artificiels a prouvé qu’elle résout la plupart des problèmes associés aux plaquettes naturelles. Plus prometteur est l’usage de nanoparticules artificielles liées à des protéines ou à des fragments de protéines.

C’est ce que les chercheurs mentionnés ci‑dessus ont réalisé, en créant des particules synthétiques semblables à des plaquettes (PLP). Elles ont été conçues à l’aide de nanogels ultra‑souples et hautement déformables couplés à des fragments d’anticorps spécifiques à la fibrine.

Le ligand se liant à la fibrine a été conçu pour cibler les sites de plaie et améliorer la formation du caillot sanguin.

Les particules de nanogel flexibles pouvaient également changer de forme de manière similaire aux vraies plaquettes. Cela a amélioré la stabilité du caillot et contribué à la guérison.

Excellent résultat, bonne sécurité

In vitro, les PLP se sont liés sélectivement à la fibrine et ont amélioré la formation du caillot.

Dans des modèles animaux (rongeurs et porcs), les PLP ont réduit la perte de sang sans formation de caillots hors cible, un point très important, car les caillots sanguins indésirables peuvent être aussi mortels que la perte de sang. Ils pourraient même provoquer des AVC ou des infarctus.

Les pertes sanguines ont été fortement réduites, même lorsque le sang était partiellement remplacé par des fluides dépourvus de facteurs de coagulation adéquats (« coagulopathie de dilution »).

L’effet sur la perte sanguine a fonctionné à la fois comme mesure préventive et comme traitement immédiat après une blessure.

Tout aussi important concernant le profil de sécurité, les PLP ont été éliminés efficacement par les reins, prouvant que le corps peut les éliminer en toute sécurité une fois la blessure et la perte sanguine résolues. Cela a pu être favorisé par les formes flexibles des nanoparticules du gel.

Potentiel des plaquettes artificielles chez l’homme

Urgences & traumatismes

La coagulation est un mécanisme biologique hautement conservé chez tous les mammifères, il y a donc de très fortes chances que les PLP dont nous avons parlé fonctionnent également chez l’homme.

L’application principale évidente de cette technologie est le traitement d’urgence, notamment dans les ambulances et les kits médicaux des premiers intervenants.

Les blessures traumatiques sont la principale cause de mortalité chez les enfants et les adultes de moins de 45 ans. On estime que 31 000 Américains meurent chaque année d’un saignement évitable, il s’agit d’une crise sanitaire majeure que la nanotechnologie pourrait largement résoudre. Surtout si l’on combine cela avec le transport systématique de sang par les ambulanciers.

Source: Dallas News

Activités dangereuses & militaire

En améliorant le traitement des blessures, l’armée américaine a réduit les taux de mortalité des troupes déployées en Afghanistan de près de 50 % entre 2005 et 2013.

Ils ont accompli cela grâce à un garrot (qui limite les saignements aux membres) et à l’administration de sang en route vers l’hôpital.

Faciles à stocker et à transporter, les plaquettes artificielles feront probablement partie de la plupart des kits médicaux des bases militaires dès que la technologie sera prouvée sûre pour l’homme.

Ce serait une application où les PLP seraient encore plus essentiels que dans le domaine civil, les blessures survenant souvent loin d’un hôpital, et l’approvisionnement en sang pouvant être limité en cas d’action de combat intense.

Hémophilie

Tous les types d’hémophilie ne peuvent pas être résolus avec les PLP, certains étant dus à des protéines de fibrine défectueuses. Néanmoins, cette maladie, caractérisée par une mauvaise coagulation, pourrait devenir beaucoup moins dangereuse dans certains cas.

Il pourrait même être judicieux d’utiliser les PLP de façon préventive, tant que l’utilisation répétée et à long terme de cette technologie a été prouvée sûre.

Entreprises de sang & plaquettes

Étant donné que les plaquettes artificielles sont une technologie très récente, il n’existe évidemment aucune entreprise qui les commercialise encore. Cependant, on peut supposer que les sociétés déjà actives dans le domaine de la transfusion sanguine et de la production de plaquettes disposent du réseau de distribution et de l’expertise nécessaires pour mener cette révolution sanitaire.

1. CSL Limited (CSL.AX)

CSL est un conglomérat qui commercialise des produits biotechnologiques tels que des produits plasmatiques, des thérapies géniques et des recombinants.

Le segment plasma (issu du sang) est CSL Behring. Avec plus de 340 centres de collecte de plasma dans plus de 100 pays, l’entreprise contrôle un tiers du marché du plasma. Ce segment est également de loin le principal moteur de revenus du groupe CSL.

Source: CSL

L’entreprise est également une société pharmaceutique/biotechnologique disposant d’un vaste portefeuille de R&D. Elle se concentre principalement sur les vaccins, l’hématologie/le sang, les maladies respiratoires et cardiovasculaires. Le groupe a récemment ajouté la néphrologie (reins) à ses segments thérapeutiques.

Source: CSL

Grâce à son leadership dans les thérapies sanguines et la collecte de plasma, CSL est bien placé pour rester leader du segment et être parmi les premiers à fournir des plaquettes artificielles en tant qu’élément supplémentaire de la boîte à outils des soins d’urgence.

2. Takeda

Le Takeda japonais est une société pharmaceutique diversifiée, présente dans plusieurs secteurs, dont le plasma.

Source: Takeda

Takeda possède 230 installations pour collecter du plasma aux États‑Unis et en Europe, via les services BioLife Plasma. Cela le place parmi les 3 plus grands organismes de plasma au monde, avec 20 marques de produits liés à ce secteur et 80 ans d’activité.

Takeda est également très actif en R&D, avec 23 candidats médicaments en phase 3 d’essais cliniques, les deux plus grands segments étant gastro‑intestinaux & inflammation, suivis des thérapies dérivées du plasma.

Source: Takeda

Comme CSL, l’expertise de Takeda dans le plasma devrait l’aider à commercialiser les plaquettes artificielles.

C’est également une entreprise qui possède une stratégie étendue de partenariats avec des startups innovantes, y compris en nanotechnologie, par exemple, le nanomatériau de BioSurfaces, les nanoparticules de Cour Pharmaceutical Development, ou Leon-nanodrugs MicroJet Reactor.

Ainsi, elle pourrait exploiter cette expertise en nano‑conception & fabrication pour créer sa propre version de PLP, maintenant que la preuve de concept existe.