Des ingénieurs de l’université de Californie de Los Angeles (Ucla) ont créé un gel d’acide hyaluronique contenant de petites particules magnétiques. Ils proposent d’utiliser un tel « mécanoceutique » pour contrer la douleur avec une force magnétique. Explications.

Et si des champs magnétiqueschamps magnétiques permettaient de lutter contre la douleurdouleur, sans avoir les effets secondaires des médicaments comme les opiacés ? L'idée développée par des scientifiques de l'école d'ingénieurs Henry Samueli à l'Ucla est d'utiliser un champ magnétique pour contrôler des protéinesprotéines impliquées dans la signalisation de la douleur. Dans un communiqué, Dino di Carlo, professeur de bioingénierie à l'Ucla, a expliqué que « Les récentes avancées dans le contrôle des forces à petite échelle ont ouvert une nouvelle idée de traitement - utiliser la force physiquephysique pour lancer des changements utiles dans les cellules. »

Pour ces travaux décrits dans Advanced Materials, les chercheurs ont utilisé un gelgel contenant de petites particules pour contrôler des protéines cellulaires qui répondent à une stimulationstimulation mécanique. Ces protéines se trouvent sur la membrane plasmiquemembrane plasmique de neuronesneurones et jouent un rôle dans la sensation de toucher et la douleur, en contrôlant le déplacement des ionsions à travers la membrane.

Pour fabriquer leur gel magnétique, les chercheurs sont partis de l'acide hyaluronique, un matériaumatériau gélatineux présent dans le système nerveux. MoléculeMolécule de la matrice extracellulairematrice extracellulaire des cellules, l'acide hyaluroniqueacide hyaluronique est utilisé dans des cosmétiques. On peut donc imaginer qu'il soit possible d'injecter un gel à base d'acide hyaluronique dans des tissus, sur le site d'une douleur, qu'elle soit chronique ou liée à une blessure. Les scientifiques ont placé de minuscules particules magnétiques dans ce gel qui imite la matrice extracellulaire de la moelle épinièremoelle épinière, puis des neurones ganglionnaires s'y sont développés.

Représentation imagée de l’expérience : un aimant fait bouger des micro-particules magnétiques dans un gel, générant des forces mécaniques qui influencent les neurones. © Henry Samueli School of Engineering/UCLA

Représentation imagée de l’expérience : un aimant fait bouger des micro-particules magnétiques dans un gel, générant des forces mécaniques qui influencent les neurones. © Henry Samueli School of Engineering/UCLA

Un gel magnétique comme antidouleur

Ensuite les scientifiques ont appliqué une force magnétique pour déplacer les particules du gel et influencer des protéines mécanosensibles présentes sur la membrane plasmique des neurones. Ils ont alors observé une augmentation des ions calciumcalcium dans les cellules, ce qui montre que les neurones répondaient à la force magnétique.

Deux canaux sensibles aux forces mécaniques, les protéines TRPV4 et PIEZO2, étaient impliqués dans ce mouvementmouvement d'ions calcium. En augmentant la force magnétique régulièrement au fil du temps, les chercheurs ont observé que les neurones s'adaptaient à cette stimulation continue en réduisant les signaux de douleur. L'expression du canal PIEZO2 était réduite.

Le saviez-vous ?

Les protéines PIEZO sont des canaux ioniques activés mécaniquement qui sont impliquées dans la sensibilité à la douleur.

En fait, le principe du traitement consiste à forcer, de manière mécanique, les cellules à revenir à un état physiologique normal, comme l'explique Andy Kah PingPing Tay, le principal auteur de cet article : « Nos résultats montrent qu'en exploitant "l'homéostasiehoméostasie du réseau neuronal", qui est l'idée de ramener un système biologique à un état stable, il est possible de réduire les signaux de douleur à travers le système nerveux. » Ces travaux ouvrent donc la voie vers de nouvelles thérapiesthérapies « magnétiques » pour soulager la douleur. L'équipe suggère d'adapter ce gel à différents types de douleurs : musculaires, cardiaques...