fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), de l'University of Southern California (USC) et d'autres institutions ont collaboré pour développer un nouveau dispositif portable sous forme de patch, capable de stimuler le cœur de manière non invasive grâce aux ultrasons.
Les stimulateurs cardiaques implantables traditionnels, bien qu'ils aient sauvé des millions de vies (environ 3 millions d'adultes aux États-Unis en utilisent), présentent des risques inhérents aux implants invasifs. Le rêve de cette recherche est de réaliser une stimulation cardiaque non invasive par ultrasons. Le nouveau dispositif conçu est un petit patch porté sur la poitrine, dont les micro-transducteurs envoient des impulsions ultrasonores à travers le thorax. Ces ultrasons déclenchent l'ouverture de canaux ioniques génétiquement modifiés dans les cellules cardiaques, permettant l'entrée d'ions calcium, ce qui ordonne aux cellules cardiaques de se contracter et de battre.
Les chercheurs ont appliqué la méthode de la sonogénétique pour amplifier l'effet des ultrasons sur le cœur. Cette approche s'inspire de l'optogénétique, qui consiste à modifier génétiquement les cellules pour les rendre sensibles au son, y compris aux ultrasons. En laboratoire, ils ont différencié des cellules cardiaques à partir de cellules souches embryonnaires et les ont génétiquement modifiées pour accroître leur sensibilité aux ultrasons. Les expériences ont montré que les cellules cardiaques génétiquement modifiées, exposées aux ultrasons, battaient en synchronisation avec les ondes sonores, contrairement aux cellules non modifiées.
Lors d'expériences sur des rats, les chercheurs ont injecté une solution d'amplification sonogénétique par ultrasons dans la queue des animaux, puis ont appliqué le micro-patch stimulateur sur leur poitrine. Lorsque le patch était activé, les ultrasons régulaient rapidement la fréquence cardiaque des animaux : ceux dont le rythme était trop lent ou irrégulier retrouvaient des contractions cardiaques normales et régulières. L'équipe estime que cette étape pourrait être cliniquement transformée sous forme de thérapie génique, permettant ainsi un stimulateur cardiaque non invasif.
Le prototype réalisé par l'équipe comprend un patch ultrasonore de la taille d'un timbre-poste et un petit dispositif de poche contenant une batterie et des composants électroniques. La partie adhésive du patch est fabriquée à partir d'un hydrogel, qui adhère fermement à la peau tout en permettant aux ultrasons de la traverser sans atténuation. La même équipe avait déjà présenté un patch utilisant les ultrasons pour imager les organes et tissus profonds. Ils prévoient désormais de combiner ces deux approches en un seul patch ultrasonore pour surveiller et réguler simultanément l'activité cardiaque. Le professeur Xuanhe Zhao a déclaré qu'un jour, les gens pourraient appliquer des patches sur différentes parties du corps pour une imagerie, une surveillance et une stimulation thérapeutique en boucle fermée à long terme.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Nature Biomedical Engineering. Les co-auteurs du MIT incluent le premier auteur Chen Gong, ainsi que Runze Li, Won Jun Song, l'ancien post-doctorant Gengxi Lu, Shucong Li et Hsiao-Chuan Liu. Les autres collaborateurs proviennent de plusieurs groupes de recherche de Harvard University, de l'University of California at Los Angeles et de l'University of Southern California (USC). Les travaux ont été soutenus par les National Institutes of Health, la National Science Foundation et d'autres institutions.
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