Hémorragies dangereuses : un nouveau modèle 3D de l'intestin devrait permettre d'en visualiser les causes
Modèle miniaturisé pour l'étude des hémorragies intestinales difficiles à traiter
Une équipe de recherche de l'université de Siegen autour de la biochimiste Prof. Maria Brehm développe un nouveau modèle d'intestin sur une puce électronique. Il doit permettre de comprendre pourquoi les personnes souffrant d'un certain trouble de la coagulation sanguine ont des hémorragies intestinales difficiles à traiter. Le professeur Brehm vient d'être récompensée pour son projet.
Normalement, le corps nous protège de manière fiable contre les pertes de sang : lorsqu'un vaisseau est blessé, un processus finement réglé se met en place pour faire coaguler le sang et refermer la plaie. Le facteur von Willebrand (VWF) est un acteur clé de ce processus : il s'agit d'une protéine présente dans le sang qui reconnaît les zones blessées et attire les plaquettes sanguines vers la plaie. Chez environ un pour cent de la population mondiale, ce processus est perturbé et ces personnes atteintes de la maladie de von Willebrand risquent de souffrir d'hémorragies prolongées. Les saignements récurrents dans l'intestin, causés par des modifications pathologiques des vaisseaux sanguins - appelées angiodysplasies - sont particulièrement pénibles et, en cas de doute, potentiellement mortels. La raison de leur apparition n'a pas encore été entièrement étudiée scientifiquement. Il n'existe pas de médicaments autorisés pour les combattre.
C'est précisément là qu'intervient la recherche du professeur Dr Maria Brehm, biochimiste à l'université de Siegen. Elle et son équipe développent un modèle d'intestin miniaturisé en 3D ultramoderne sur une puce électronique de quelques millimètres de diamètre seulement. Il doit représenter le plus fidèlement possible les conditions compliquées qui règnent dans l'intestin humain et permettre ainsi des études et des expériences détaillées.
La biochimiste de Siegen développe les modèles d'intestins en 3D existants de manière à ce qu'elle et son équipe puissent notamment étudier le rôle du facteur von Willebrand dans l'apparition des hémorragies intestinales. Pour ce faire, les chercheuses utilisent dans le modèle des cellules et du sang dans lesquels le facteur von Willebrand est réduit. Elles simulent donc le syndrome de von Willebrand sur une puce électronique. Grâce à une recherche approfondie avec le nouveau modèle, il sera possible, dans le meilleur des cas, de comprendre pour la première fois complètement le tableau clinique.
Le modèle doit ouvrir la voie à de nouvelles thérapies
De nouvelles substances pourraient être testées à l'avenir dans un modèle semblable à celui de la maladie, ce qui permettrait dans le meilleur des cas de stopper les hémorragies intestinales ou d'atténuer les lésions vasculaires. Dans un environnement de laboratoire sûr, il serait possible de tester des médicaments existants ainsi que des substances actives nouvellement développées - sans aucune expérimentation animale. "Il est compréhensible que les hémorragies intestinales soient très pénibles pour les patients", explique le professeur Brehm. "Nous faisons de la recherche dans le but d'améliorer efficacement la thérapie des patients à long terme".
Pour son projet, le professeur Brehm a reçu en novembre à Hambourg le Günter Landbeck Excellence Award. Ce prix décerné par Takeda Pharma Vertriebs GmbH & Co. KG récompense l'excellence de la recherche sur les troubles de la coagulation sanguine dans les pays germanophones. La biochimiste de Siegen a reçu la distinction, dotée de 25 000 euros, dans la catégorie "Travaux expérimentaux". L'argent du prix est directement investi dans la recherche - une nouvelle doctorante a déjà été engagée.
Depuis 2021, le professeur Brehm fait de la recherche à l'université de Siegen. Les travaux de son groupe ont déjà permis de montrer comment le VWF joue un rôle central dans le contrôle de la croissance des vaisseaux sanguins. Si le VWF fait défaut, une certaine voie de signalisation cellulaire - la voie de signalisation PI3K/Akt - est activée de manière excessive. Les cellules vasculaires commencent alors à se multiplier, à migrer et à former des vaisseaux malformés et perméables au sang - des caractéristiques typiques de l'angiodysplasie.
Auparavant, le professeur Brehm a mené des recherches pendant plus de dix ans à l'hôpital universitaire de Hambourg-Eppendorf, et dans le groupe de recherche SHENC de la DFG ("Shear flow regulation of hemostasis - Bridging the gap between nanomechanics and clinical presentation"), dans lequel une équipe interdisciplinaire de biochimistes, de biologistes structurels, de biologistes, de physiciens et de médecins a étudié le facteur von Willebrand sous différentes perspectives. Depuis 2011, le professeur Brehm s'efforce de découvrir quelles sont les forces mécaniques dans le sang qui contrôlent l'activité du VWF et comment des mutations dans la protéine entraînent des dysfonctionnements. Elle a déjà découvert plusieurs mutations inconnues auparavant qui, de manière surprenante, pourraient renforcer la coagulation du sang et augmenter ainsi le risque d'infarctus.
La maladie de von Willebrand est le trouble héréditaire de la coagulation sanguine le plus fréquent. Les femmes et les hommes sont touchés à égalité. La grande majorité présente une forme d'évolution légère. Les évolutions graves sont rares - ce n'est que dans ces cas que l'on observe des hémorragies intestinales récurrentes. La protéine sous-jacente porte le nom de l'interniste et hématologue finlandais Erik Adolf von Willebrand.
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