Des hologrammes acoustiques imprimés en 3D contre les maladies d'Alzheimer ou de Parkinson

Ces hologrammes permettent d'ouvrir la barrière hémato-encéphalique de manière sélective, efficace et très ciblée, facilitant ainsi l'administration de médicaments thérapeutiques

19.05.2022 - Venezuela

Comme l'explique Francisco Camarena, chercheur à l'Institut d'instrumentation pour l'imagerie moléculaire, un centre conjoint de l'UPV et du CSIC, les ultrasons focalisés ont un grand potentiel pour traiter les maladies neurologiques grâce à leur capacité à générer des effets thérapeutiques de manière précise et non invasive. "Cependant, leur application aux structures du système nerveux central est compliquée, en raison de deux obstacles : les effets d'aberration et d'atténuation du crâne et la distribution spatiale complexe et étendue des structures profondes du cerveau", a souligné M. Camarena.

Les hologrammes acoustiques conçus par les chercheurs de l'UPV et du CSIC permettent une ouverture de la barrière hémato-encéphalique plus contrôlée que celle obtenue par l'utilisation exclusive des ultrasons. Plus important encore, ils peuvent corriger les aberrations introduites par le crâne. En même temps, ils peuvent générer un faisceau ultrasonique multifocal dans les structures cérébrales particulièrement importantes.

"Grâce à nos hologrammes, le faisceau ultrasonore se focalise et s'adapte de manière bilatérale et très précise sur des parties du cerveau qui présentent un grand intérêt thérapeutique, comme par exemple les deux noyaux composés de l'hippocampe, liés à la maladie d'Alzheimer, et qui ont une forme fantaisiste en trois dimensions", ajoute Noé Jiménez, chercheur de Juan de la Cierva à l'UPV.

C'est la première fois que la barrière hémato-encéphalique est ouverte simultanément dans les deux hémisphères. De plus, l'équipe UPV-CSIC-Université de Columbia y est parvenue avec une résolution bien supérieure à la norme. Cela permet de mieux localiser la zone à traiter, de minimiser le volume de tissu cérébral sain qui est ciblé par les ultrasons tout en réduisant le coût et le temps d'opération.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Le transducteur à ultrasons est comme un haut-parleur, mais il vibre à un demi-million d'oscillations par seconde. L'hologramme est placé devant lui, et il est traversé par l'onde. Dans le même temps, un cône rempli d'eau est placé en contact avec le crâne, à travers lequel l'onde se propage avant d'atteindre le cerveau du patient. Ensuite, l'onde traverse le cerveau et se concentre finalement sur la zone du cerveau qui présente un intérêt thérapeutique. En outre, des microbulles sont insérées dans la circulation sanguine. Lorsque les bulles atteignent les capillaires du cerveau et qu'elles coïncident avec les ultrasons, elles se mettent à vibrer. Le tissu épithélial de la barrière hémato-encéphalique commence à céder et c'est alors que de "petites fissures" s'ouvrent, à travers lesquelles les molécules des médicaments passent afin de traiter la pathologie qui affecte le système nerveux central.

Des hologrammes personnalisés et peu coûteux

L'hologramme est imprimé, et personnalisé pour chaque cas, avec une imprimante 3D. "Par exemple, disons que le médecin a besoin de faire une échographie de l'amygdale du patient. Pour cela, il nous fournit un scanner et une IRM de la tête du patient, sur lesquels il identifie et segmente la zone à traiter. Sur la base de ces informations, nous concevons l'hologramme dont nous avons besoin pour obtenir l'échographie de la région d'intérêt", a expliqué Sergio Jiménez, médecin à l'UPV et actuellement en poste dans le groupe de l'Université de Columbia, qui a également souligné le faible coût des hologrammes, dont le prix varierait entre 40 et 300 euros, selon l'application médicale.

Actuellement, l'équipe de chercheurs de l'UPV, du CSIC et de l'Université de Columbia travaille à la vérification de cette nouvelle technologie d'ouverture de la barrière hémato-encéphalique chez les primates non humains. L'équipe élabore les premiers protocoles d'expérimentation chez l'homme pour traiter les tumeurs cérébrales et réaliser des études de neurostimulation cérébrale.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.