Vu de l’extérieur, le « biospleen » ressemble à une sorte de très gros circuit intégré dans les sillons duquel circulerait du sang. Il s’agit pourtant bel est bien d’un « appareil à purifier le sang », dont la description vient d’être publiée dans « Nature Medicine » par le Dr Joo Kang, de l’institut Wyss pour l’ingénierie inspirée par la biologie, à Boston, et ses collègues. Réalisé avec le soutien financier de l’agence américaine pour les projets de recherche dans le domaine de la défense (DARPA), le biospleen s’emploie comme un appareil d’hémodialyse : le sang est aspiré par une pompe extracorporelle, puis filtré avant d’être réinjecté chez le patient. La différence avec une dialyse est que cet appareil est spécialisé dans l’extraction des pathogènes vivants et morts, ainsi que de toute une gamme de toxines.
Rate artificielle
Comme l’indique son nom, le biospleen reproduit le fonctionnement de la rate humaine, grâce à un réseau de fins capillaires imbriqués les uns dans les autres dans lesquels circule soit du sang, soit une solution saline. Ces capillaires sont accolés de manière à ce que les pathogènes aient la possibilité de passer du sang à la solution saline, qu’il s’agisse de bactéries ou de champignons, à travers les microfentes qui assurent une communication entre les deux liquides.
Le passage des pathogènes d’un tube à l’autre est dû à la présence de chapelets magnétiques de quelques nanomètres, sur lesquels sont fixées des versions modifiées de lectines spécifiquement au mannose et intervenant dans la réaction immunitaire. Les lectines produites par les ingénieurs de l’institut Wyss ont la particularité de se fixer indifféremment à n’importe quel pathogène. Dans la dernière section des capillaires, l’ensemble pathogène/lectine modifiée/chapelet magnétique est attiré par un aimant et extrait du sang du patient.
Débit faible, haute efficacité
Au cours d’un premier essai sur du sang préalablement contaminé avec plusieurs familles de pathogènes, les auteurs sont parvenus à extraire 90 % des agents infections clé dans le sepsis : Candida albicans, Saccharomyces cerevisæ, Escherichia coli et staphylocoques dorés, à la vitesse d’un demi-litre par heure. Les chercheurs expliquent que la capacité de purification de l’appareil dépend du débit. Ainsi, la vitesse d’un litre par heure, le taux tombe à environ 60 %. Un autre essai a ensuite été mené chez des rats infectés par l’Escherichia coli et le staphylocoque doré, avec pour résultat une disparition de 90 % des bactéries au bout de 5 heures de filtration. Environ 90 % des animaux traités ont survécu, contre 14 % dans le groupe contrôle. Les auteurs précisent que ces taux ne sont obtenus qu’au prix de plusieurs passages successifs dans la machine, ce qui explique le faible débit.
18 millions de patients concernés dans le monde
Selon les auteurs, « environ 18 millions de personnes souffrent du sepsis chaque année dans le monde, avec un taux de mortalité compris entre 30 et 50 %, même dans les hôpitaux très performants ». En France. Le principal problème rencontré dans la prise en charge d’un syndrome d’infection généralisé, est l’identification du ou des germes responsables qui peut prendre plusieurs jours. L’emploi d’antibiotiques à large spectre peut permettre contourner ce problème, mais cette approche échoue de plus en plus du fait de l’émergence de résistances bactériennes.
John H Kang et al, An extracorporeal blood-cleansing device for sepsis therapy, Nature Medicine, publication en ligne du 14 septembr 2014
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