Une artère sur une puce permet de prédire le risque d'AVC
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Il est difficile de prédire le risque d'accident vasculaire cérébral ischémique chez un individu, car l'embolisation thrombotique — le processus par lequel un caillot sanguin se détache de la zone où il s'est formé, se déplace puis se fixe dans un autre vaisseau sanguin — dépend de facteurs propres à chaque personne.
Dans une étude publiée dans Cell Biomaterials , des chercheurs ont développé un outil pour relever ce défi : une plateforme d’artère sur puce capable de reproduire la structure vasculaire spécifique et la dynamique du flux sanguin d’un patient, appelée « jumeau physique ».
« Cette idée est née d'un manque clinique crucial », explique Lining Arnold Ju, de l'Université de Sydney en Australie. « Nous savons que même les patients considérés comme "à faible risque" peuvent être victimes d'AVC graves, voire mortels. Nous souhaitions trouver une meilleure façon de prédire ce risque. »
Un accident vasculaire cérébral ischémique survient lorsqu'un vaisseau sanguin irriguant le cerveau est obstrué, généralement par un caillot ou une plaque d'athérome. Privées d'oxygène et de sang, les cellules cérébrales meurent en quelques minutes. C'est pourquoi il est crucial de trouver de nouvelles méthodes pour identifier les personnes les plus à risque afin de développer des interventions plus efficaces.
« Notre travail recrée des géométries précises et spécifiques à chaque patient au niveau de l'artère carotide », explique Ju. « Le jumeau physique utilise également des cellules qui imitent plus fidèlement la dynamique du flux sanguin dans ces structures. »
Schémas d'écoulement au-delà du rétrécissement
Les chercheurs ont reconstitué les artères carotides de six patients présentant différents degrés de gravité de la maladie. Ils ont utilisé la dynamique des fluides numérique pour calculer le flux sanguin dans chaque artère, révélant des différences substantielles de débit sanguin local malgré des degrés de rétrécissement similaires. Après avoir créé une petite lésion dans le collagène sous-jacent à l'aide d'un laser, ils ont également observé des comportements de coagulation remarquablement différents selon la forme de l'artère.
« Nos résultats suggèrent que la forme vasculaire tridimensionnelle et les perturbations locales du flux sanguin importent bien plus qu'un simple rétrécissement », explique Yunduo Charles Zhao, premier auteur de l'étude et chercheur à l'Institut de recherche cardiaque de Newtown, en Australie. Il a été motivé à orienter ses recherches vers le diagnostic prédictif des AVC pendant son doctorat, suite au décès de sa grand-mère des suites d'un AVC.
Du modèle de laboratoire à l'essai
« Nous espérons que ces outils nous permettront d'étudier des médicaments visant à réduire le risque d'AVC et, à terme, de proposer des traitements personnalisés à chaque patient en fonction de son anatomie. »
L'équipe recrute actuellement des patients victimes d'AVC pour un essai clinique visant à évaluer comment cette technologie peut bénéficier directement aux patients victimes d'AVC qui n'ont pas accès aux soins. Elle indique que cette technologie pourrait également servir à étudier d'autres affections cardiovasculaires, notamment l'artériopathie périphérique, la thrombose veineuse profonde et les anévrismes.