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Vers un traitement du diabète de type 2 par ultrasons

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Vers un traitement du diabète de type 2 par ultrasons

Lundi, 16/05/2022 - 14:19 0 commentaire
Vers un traitement du diabète de type 2 par ultrasons zoom

Une équipe de chercheurs américains  comprenant des chercheurs de la Yale School of Medicine, de l’UCLA et des Feinstein Institutes for Medical Research - suggère que le diabète de type 2 pourrait être traité sans médicament, ou du moins que son apparition pourrait être prévenue et inversée grâce à la bioélectronique. L’idée des chercheurs est d’utiliser des interfaces dites "électronique-électromagnétique-vivant". Ces dernières ont la capacité de tirer profit de signaux électriques — par exemple grâce à des implants — afin de stimuler électriquement les nerfs du système nerveux périphérique. Elles sont prometteuses pour le traitement de certaines maladies chroniques telles que l’arthrite, le diabète ou l’asthme. Les résultats rapportés dans cette nouvelle étude représentent une étape importante dans le domaine de la médecine bioélectronique.

En effet, ce nouveau traitement non invasif module le système nerveux du corps en concentrant des ondes sonores à haute fréquence sur des nerfs sensoriels spécifiques, dans le foie. Les ultrasons sont connus pour stimuler des voies neuronales particulières dans les organes (qui peuvent être associés à diverses maladies). Les chercheurs ont découvert que leur méthode de traitement utilisant les ultrasons prévenait ou inversait le diabète de type 2 dans trois modèles précliniques différents : les souris, les rats et les porcs. La technologie est appelée "stimulation par ultrasons focalisés périphériques" (pFUS).

Dans un premier temps, les chercheurs de l’UCLA ont conçu un échafaudage 3D dans le but de développer et cultiver des neurones utilisés dans les expériences de laboratoire de l’étude. Il se compose d’un hydrogel comportant des pores microscopiques dans lesquels les neurones résident et se développent, offrant un espace suffisant pour de nombreuses dendrites et axones qui relient les neurones ensemble. Les chercheurs ont ajusté la rigidité de l’échafaudage à des conditions optimales pour les neurones et ont ajouté de petites chaînes d’acides aminés (peptides) auxquels les cellules nerveuses peuvent adhérer.

C’est ainsi que des expériences in vitro ont montré que les neurones peuvent être activés et envoyer des signaux lorsqu’ils sont stimulés par des ultrasons, en raison de la présence de capteurs à la surface des cellules. Ces capteurs réagissent aux changements de pression induits par les ultrasons. Dino Di Carlo, professeur de bio-ingénierie et titulaire de la chaire Armond de l’UCLA, explique : « Nos études indiquent que les ultrasons focalisés activent les neurones via des canaux ioniques sensibles aux forces mécaniques. Il s’agit d’une toute nouvelle voie pour s’interfacer avec notre corps et traiter les maladies ».

Dans un second temps, des expériences in vivo ont été réalisées sur trois modèles animaux précliniques. Plus précisément, les chercheurs expliquent : « Nous avons utilisé cette technique pour explorer la stimulation d’une zone du foie appelée la porte hépatique. Cette région contient le plexus nerveux hépatoportal, qui communique des informations sur l’état du glucose et des nutriments au cerveau, mais a été difficile à étudier, car ses structures nerveuses sont trop petites pour être stimulées séparément avec des électrodes implantées ». L’étude indique que de courtes poussées ciblées de pFUS dans cette zone du foie ont permis d’inverser l’apparition de l’hyperglycémie.

Comme le souligne Raimund Herzog, un endocrinologue de la Yale School of Medicine travaillant sur le projet : « Malheureusement, il n’y a actuellement que très peu de médicaments qui abaissent les niveaux d’insuline. Si nos essais cliniques en cours confirment la promesse des études précliniques rapportées dans cet article, et que les ultrasons peuvent être utilisés pour abaisser à la fois les niveaux d’insuline et de glucose, la neuromodulation par ultrasons représenterait un ajout passionnant et entièrement nouveau aux options de traitement actuelles pour nos patients ».

Effectivement, l’étude a révélé que seulement trois minutes d’ultrasons focalisés chaque jour étaient suffisantes pour maintenir une glycémie normale chez la souris diabétique. Christopher Puleo, ingénieur biomédical chez GE Research qui a codirigé les études sur le diabète et auteur correspondant de l’article de Nature Biomedical Engineering, déclare : « Nous avons montré que les ultrasons peuvent être utilisés pour prévenir ou inverser le diabète dans ces études précliniques. Nous sommes maintenant au milieu d’essais de faisabilité sur l’homme avec un groupe de sujets diabétiques de type 2, ce qui amène notre travail vers une traduction clinique ». L’équipe de GE Research ajoute également que d’autres études précliniques ont été menées pour explorer différentes doses et durées d’ultrasons.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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