Les plaies chroniques, de plus en plus fréquentes avec le vieillissement de la population et l’augmentation du diabète, pourraient bientôt être traitées grâce à un gel innovant développé par des chercheurs de l’université de Californie à Riverside (UCR). Ce gel, capable de délivrer de l’oxygène directement aux tissus endommagés, offre un espoir de guérison pour des millions de personnes et pourrait réduire considérablement le nombre d’amputations.
Environ 12 millions de personnes dans le monde sont touchées chaque année par des plaies chroniques, dont 4,5 millions aux États-Unis. Une plaie est considérée comme chronique si elle ne guérit pas en plus d’un mois. Malheureusement, environ un patient sur cinq finit par subir une amputation.
L’équipe de recherche de l’UCR a ciblé un facteur clé dans la difficulté de guérison de ces plaies : le manque d’oxygène dans les tissus profonds. Lorsque l’oxygène ne parvient pas à pénétrer suffisamment dans la zone blessée, une condition appelée hypoxie se développe, bloquant le processus de guérison et favorisant l’inflammation et la prolifération bactérienne.
« Les blessures chroniques ne guérissent pas d’elles-mêmes », explique Iman Noshadi, professeur agrégé de bio-ingénierie à l’UCR et responsable de l’équipe de recherche. « Il y a quatre étapes essentielles à la guérison : l’inflammation, la vascularisation, le remodelage et la régénération. À chacune de ces étapes, un apport stable et constant en oxygène est crucial. »
Le gel développé par les chercheurs est souple et flexible, composé d’eau et d’un liquide à base de choline, une substance antibactérienne, non toxique et biocompatible. Lorsqu’il est associé à une petite pile, semblable à celles utilisées dans les appareils auditifs, le gel agit comme un dispositif électrochimique miniature, divisant les molécules d’eau et libérant de l’oxygène de manière continue.
Contrairement aux traitements existants qui ne délivrent l’oxygène qu’en surface, ce gel s’adapte précisément à la forme de la plaie, comblant les irrégularités et les petites cavités où les niveaux d’oxygène sont les plus bas et le risque d’infection le plus élevé. Il peut maintenir un flux d’oxygène constant pendant un mois, permettant à la plaie de reprendre un processus de guérison normal.
Des tests prometteurs ont été menés sur des souris diabétiques et âgées, dont les plaies présentent des similitudes avec celles observées chez les personnes âgées. Les animaux non traités ont vu leurs blessures persister et, dans de nombreux cas, succomber. En revanche, ceux qui ont reçu le gel produisant de l’oxygène ont vu leurs plaies se refermer en environ 23 jours, avec un taux de survie significativement amélioré.
« Nous pourrions envisager de produire ce gel sous forme de patch, nécessitant un renouvellement périodique », suggère David Okoro, doctorant en bio-ingénierie à l’UCR et co-auteur de l’étude.
Au-delà de l’apport en oxygène, le gel pourrait également jouer un rôle dans la régulation de l’inflammation et de la réponse immunitaire grâce à la choline, l’un de ses principaux composants. Les plaies chroniques sont souvent caractérisées par des niveaux élevés d’espèces réactives de l’oxygène, des molécules instables qui endommagent les cellules et prolongent l’inflammation. En fournissant de l’oxygène stable et en apaisant cette réponse excessive, le gel contribue à créer un environnement plus propice à la réparation des tissus.
« Il existe des pansements qui absorbent les fluides ou libèrent des agents antimicrobiens, mais aucun ne s’attaque directement à l’hypoxie, qui est le problème fondamental », souligne Okoro.
Les chercheurs envisagent également des applications potentielles au-delà du traitement des plaies chroniques, notamment dans le domaine de la création de tissus et d’organes de remplacement, où les pénuries d’oxygène et de nutriments constituent un obstacle majeur.
« Lorsque l’épaisseur d’un tissu augmente, il devient difficile de le nourrir correctement, ce qui entraîne la mort cellulaire », explique Noshadi. « Ce projet pourrait être un pas vers la création et le maintien d’organes plus grands pour les personnes qui en ont besoin. »
Baishali Kanjilal, bio-ingénieur et co-auteur de l’UCR, souligne que des facteurs liés au mode de vie, tels que la sédentarité, contribuent également à l’augmentation des plaies chroniques en affaiblissant les réponses immunitaires. « Il est difficile de s’attaquer aux causes sociétales de ces problèmes, mais cette innovation représente une opportunité de réduire les amputations, d’améliorer la qualité de vie et de donner au corps les moyens de se guérir », conclut-elle.