Dans le monde, plus de 1,5 milliard de personnes souffrent d’une maladie chronique du foie. Les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis rapportent qu'elle tue plus de 52 000 personnes par an rien qu'aux États-Unis, soit la neuvième cause de décès dans le pays.
Malgré cet impact important sur la société, les maladies hépatiques liées à l’alcool (ARLD) restent largement ignorées par la recherche médicale. Le Dr Jyothi Menon, chercheuse à l'Université Texas A&M, vise à changer cela avec une nouvelle thérapie prometteuse qu'elle développe. Ses conclusions ont été récemment publiées dans Biomatériaux.
« Les maladies du foie augmentent rapidement dans le monde et il existe un risque important qu'elles évoluent lentement vers des conditions plus dangereuses comme le cancer », a déclaré Menon, professeur agrégé au Département de génie biomédical. « Être capable d'utiliser nos technologies pour développer des solutions efficaces contre cette progression est ce qui me motive et ce qui motive cette recherche. »
Alors que les traitements actuels de l'ARLD se concentrent sur le sevrage alcoolique et les médicaments anti-inflammatoires, Menon et ses collaborateurs de l'Université de Rhode Island adoptent une approche beaucoup plus ciblée. Ils ont développé des nanoparticules microscopiques mille fois plus petites que le diamètre d’un cheveu humain. Ces nanoparticules sûres et biodégradables peuvent rechercher et s'attacher aux cellules hépatiques endommagées. En se liant aux cellules, les nanoparticules contribuent à les empêcher d’alimenter la progression de la maladie.
Chez l’homme en bonne santé, le foie est un organe naturellement auto-réparateur, capable de régénérer la plupart de ses fonctions même lorsque 70 à 80 % de ses fonctions ont été endommagées. Un élément clé de ce processus de guérison implique des cellules immunitaires appelées cellules de Kupffer qui protègent le foie des infections et des substances nocives. Dans un foie sain, ils produisent également des protéines qui favorisent une réponse anti-inflammatoire dans d’autres cellules hépatiques.
Dans les affections hépatiques chroniques, lorsque les lésions hépatiques progressent et que des blessures répétées se produisent, les fonctions d'auto-réparation de l'organe sont également endommagées. Ensuite, le foie commence involontairement à s’auto-endommager. Les cellules de Kupffer, qui combattaient auparavant l'inflammation, commencent à libérer des signaux protéiques avec l'effet inverse : augmenter l'inflammation et encourager d'autres cellules hépatiques à former du tissu cicatriciel dans un processus appelé fibrose.
Le résultat est un dysfonctionnement d’organe potentiellement mortel et même un cancer du foie mortel.
Les nanoparticules du Menon Lab sont conçues pour arrêter ce processus dommageable. Leur surface est conçue pour reconnaître et se lier sélectivement à une protéine présente uniquement sur les cellules de Kupffer du foie, leur permettant ainsi d'éviter d'autres types de cellules hépatiques. Cette protéine fonctionne comme un récepteur dans la membrane cellulaire, recevant des signaux chimiques et déclenchant des comportements cellulaires en réponse. Lorsqu'il est activé par le revêtement de la nanoparticule, il favorise un comportement anti-inflammatoire bénéfique dans les cellules de Kupffer au lieu d'augmenter l'inflammation et les cicatrices. Les nanoparticules libèrent également des thérapies anti-inflammatoires lorsqu'elles se décomposent, délivrant le médicament directement aux cellules qui en ont le plus besoin.
« Au lieu de nous attaquer aux cellules qui produisent le tissu cicatriciel, nous prenons un peu de retard et ciblons les cellules de Kupffer elles-mêmes afin de pouvoir les empêcher de stimuler d'autres cellules du foie et de provoquer cette progression de la fibrose », a déclaré Menon.
Le résultat est bien supérieur à la somme de ses parties.
« Les composants individuels n'ont pas eu à eux seuls un grand effet thérapeutique », a déclaré Menon. « Mais lorsque nous avons donné notre formulation finale avec tout ce qui était combiné, cela a réduit l'inflammation et la formation de gouttelettes lipidiques dues à l'accumulation de graisse dans le foie. C'est la combinaison de toutes ces choses qui a réellement eu un effet. »
Arriver à ce point n’a pas été une mince affaire. L’équipe de Menon étant l’une des premières à avoir tenté ce type d’approche, il n’existait aucune recherche préalable sur laquelle s’appuyer.
« En tant que l'un des premiers groupes à aborder quelque chose comme cela en utilisant des systèmes d'administration de médicaments à base de nanoparticules, il n'existait aucune sorte de littérature antérieure pour nous aider à comprendre quels obstacles pourraient exister lorsque nous avons entrepris cette recherche », a déclaré Menon. « La première fois que nous avons pu confirmer que ces particules pouvaient cibler les cellules de Kupffer, c'était très excitant pour nous. »
Alors que Menon se concentre actuellement sur les maladies hépatiques liées à l’alcool, ses thérapies à base de nanoparticules ont des applications beaucoup plus larges. Les nanoparticules ciblées pourraient constituer l’avenir du traitement des maladies touchant de nombreuses parties du corps.
« Ce que nous avons généré est un travail préliminaire très prometteur qui montre que cette formulation peut cibler sélectivement une population cellulaire spécifique du foie pour administrer des thérapies et peut potentiellement avoir un impact significatif sur le traitement de l'ARLD chronique », a-t-elle déclaré. « Nos formulations sont polyvalentes et peuvent donc être adaptées ou modifiées pour traiter d'autres types d'inflammation et de fibrose dans d'autres organes. »
