Lorsque blessé, le soldat du futur sera capable de «s’autoréparer»

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Le soldat du futur qui « s’autorépare», comme dans les films de science-fiction? C’est peut-être pour bientôt. Les soldats blessés pourraient dans un avenir proche avoir à leur disposition un appareil de la taille d’un iPhone pour se soigner, aider à contrôler les saignements et stabiliser les lésions. Une blessure au combat? On attend pas le médecin. Vite l’appareil et, tout de suite, commence la guérison!

Une recherche aux États-Unis, financée par le National Institutes of Health (NIH) et par le US Department of Defense (DoD) pourrait permettre aux soldats qui se battent sur les lignes de front et qui sont blessés par l’ennemi de se soigner ainsi instantanément sans avoir à attendre l’arrivée du médecin.

Quand il s’agit de guérir les terribles blessures de guerre, le succès peut en effet dépendre de la formation du premier caillot sanguin- celui qui commence à se former sur le champ de bataille tout de suite après une blessure.

Les chercheurs, qui ont exploré le flux complexe de signaux cellulaires produits par l’organisme en réponse à une lésion traumatique, croient que la réponse initiale – la formation d’un caillot de sang – peut contrôler la cicatrisation ultérieure.

En utilisant cette information, ils ont donc développé de nouveaux biomatériaux, y compris des plaquettes sanguines artificielles contenant des produits chimiques pour la régulation des flux, qui pourraient être injectées avec un simple un dispositif de la taille d’un iPhone.

Les soldats blessés au combat pourraient utiliser l’appareil pour se soigner, aider à contrôler les saignements, la stabilisation de la lésion et commencer le processus de guérison.

Comment ça fonctionne

Arrêter le saignement

La formation de caillots sanguins des plaquettes artificielles serait déclenchée par le même facteur qui déclenche naturellement le processus de coagulation dans l’organisme.

Lors d’expériences menées sur des animaux les plaquettes synthétiques ont ainsi réduit le temps de coagulation d’environ 30 pour cent.

Il restera donc maintenant à tester ces plaquettes synthétiques sur l’homme.

«L’idée est d’avoir sur les champs de bataille les technologies qui offrent un biomatériau capable de trouver où ses situe le saignement et d’intensifier et accélérer le processus de coagulation», a déclaré Thomas Barker, professeur agrégé au Département Coulter H. Wallace de génie biomédical à la Georgia Tech et à l’Université Emory. «En même temps, la matière permettrait de charger la biochimie et la biophysique de la structure caillot qui régirait la guérison ultérieure.»

Le professeur Barker doit présenter ces recherches ce vendredi 15 février lors d’un point de presse à la réunion annuelle de l’American Association for the Advancement of Science (AAAS).

Prévenir la formation de cicatrices

En outre, précise le professeur Barker, si le besoin le plus critique après une blesssure est d’arrêter le saignement, lorsque les lésions traumatiques guérissent, ils produisent souvent des cicatrices importantes difficiles à traiter.

Les chercheurs de la Georgia Tech travaillent aussi sur cet aspect du problème, le développement de techniques de signalisation cellulaires qui peuvent prévenir la formation de cicatrices – ainsi que des techniques pour traiter la fibrose qui enest souvent le résultat à long terme.

Donc, en plus d’aider stopper l’hémorragie, les plaquettes synthétiques livreraient des produits chimiques régulant les flux destinées à prévenir les cicatrices.

«Le caillot de sang [initial]détermine effectivement comment le processus de cicatrisation des plaies va se dérouler», dit encore le professeur Barker. «La matrice du caillot initial dicte des comportements cellulaires très spécifiques qui ont des conséquences pour la prochaine vague de cellules […] Si nous pouvons modifier ce caillot initial, il peut devenir la matrice tridimensionnelle nécessaire pour reconstruire le tissu régénéré.»

Les plaquettes synthétiques, fabriquées à partir de minuscules structures appelées hydrogels, peuvent donc aussi être injectées dans la circulation sanguine où elles circulent jusqu’à ce qu’elles soient activées par le processus naturel de coagulation de l’organisme. Une fois activé, les particules – qui sont environ un micron de diamètre – vont changer de forme, se muant en un mince film qui va sceller la plaie.

Le sang contient des protéines connues comme le fibrinogène qui sont les précurseurs de la fibrine, le polymère qui constitue la structure de base pour la formation de caillots sanguins naturels. Quand ils reçoivent les bons signaux d’une protéine appelée thrombine, ces précurseurs se polymérisent sur le site de l’hémorragie.

Et, pour éviter l’activation involontaire de leurs plaquettes synthétiques, les chercheurs utilisent le même déclencheur.

Les chercheurs ont suivi un processus connu sous le nom d’évolution moléculaire pour développer un anticorps qui pourrait être rattaché à des hydrogels pour provoquer leur changement de forme quand ils rencontrent la thrombine activée par la fibrine. L’anticorps obtenu a une forte affinité pour la forme polymérisée de la fibrine et une faible pour le précurseur.

Un appareil simple…dans la poche du soldat

Bien qu’il reste beaucoup de travail à faire pour en arriver à un appareil qui pourra être utilisée sur la champ de bataille, les chercheurs sont optimistes.

Le professeur Barker envisage déjà la transition de la recherche à une entreprise en démarrage qui développera la technologie pour améliorer la capacité de survie des soldats blessés.

«Vous pourriez l’avoir[le dispositif d’injection]littéralement dans la poche d’un soldat, qui pourra l’utiliser en cas de besoin», a expliqué Barker. «L’appareil serait placé sur l’abdomen, où les particules seraient injectés dans la circulation sanguine.Une fois que le saignement a été arrêté, les cytokines et anti-inflammatoires dans le caillot pourrait aider à déterminer le phénotype qui devrait être adoptée par les cellules de guérison et réguler leur comportement, ce qui pave la voie au processus de cicatrisation ultérieure.», de souligner encore le professeur.

Pour aider les soldats qui souffrent déjà des effets de la fibrose – la contraction du tissu cicatriciel – les chercheurs mettent au point un polymère à laquelle un peptide naturel est attaché. Le peptide aide à réguler le processus de réparation qui produit des cicatrices et pourrait finalement aider à réduire ou inverser les effets de la fibrose. La technique a renversé les effets de la fibrose pulmonaire dans un modèle animal.

Des usages civils aussi

Bien que la recherche se concentre sur les besoins des soldats blessés sur le champ de bataille, ces technologies pourraient finalement trouver un usage civil. Elles pourraient par exemple être utilisées par des techniciens médicaux d’urgence qui traitent des patients dont on soupçonne une hémorragie interne.

Quant au soldat du futur, non seulement il sera branché, mais il sera capable de s’autoréparer. On ne peut s’empêcher de se demander ce qu’en penseraient les soldats du passé s’ils revenaient parmi nous.

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Nouvelliste et reporter à CKCV Québec et directeur de l’information à CFLS Lévis, dans les années 70, Jacques N. Godbout a aussi travaillé sur le terrain pour divers instituts de sondage. Intervieweur, animateur et recruteur, il a participé à plusieurs projets de recherche qualitative.

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