Les chercheurs ont découvert un moyen de créer des copies miniaturisées de l’artère carotide d’une personne qui pourraient aider les médecins à prédire et à gérer le risque d’accident vasculaire cérébral du patient, suggère une nouvelle étude.
Dans la recherche, publiée en juillet dans la revue Biomatériaux cellulairesles scientifiques ont utilisé ces « artères sur puce » pour surveiller la manière dont le sang réel circule dans les artères carotides d’un patient, qui transportent le sang vers le cerveau, le visage et le cou. Cela pourrait permettre aux médecins d’identifier non seulement comment et quel type de caillots se forment chez ce patient spécifique, mais également de déterminer quels médicaments seraient les plus efficaces pour traiter le blocage.
Bien que la technique soit actuellement une preuve de concept, elle pourrait un jour aider les médecins à mieux adapter les traitements à chaque patient.
« Je pense que cette approche est la plus pertinente pour les cas cliniques difficiles », a déclaré le premier auteur de l’étude. Charles Zhaodoctorant à l’Université de Sydney. « Par exemple, les patients qui ont connu des événements récurrents malgré le traitement, ou les cas où les cliniciens disposent de plusieurs stratégies de traitement possibles mais d’informations fonctionnelles limitées pour les distinguer. » Zhao a déclaré à Live Science dans un e-mail.
L’accident vasculaire cérébral ischémique est l’un des principales causes de décès dans le mondejuste derrière les maladies cardiaques. L’urgence médicale est le plus souvent causée par un caillot sanguin lâche bloquant une artère du cerveau, privant ainsi les cellules d’oxygène. L’obésité, l’hypertension artérielle et l’hypercholestérolémie sont tous des facteurs de risque importants d’accident vasculaire cérébral ischémique, et environ 1 événement sur 5 résulte d’un accident vasculaire cérébral ischémique. athéroscléroseou une accumulation de plaque graisseuse dans les artères.
« Lorsque la paroi interne d’une artère est endommagée, la matière située sous les cellules, y compris le collagène, est exposée au sang », a déclaré Zhao. Une protéine transmise par le sang appelée facteur von Willebrand (VWF) attrape les plaquettes du sang qui coule. Ces plaquettes se collent ensuite et recrutent davantage de plaquettes, formant ainsi un caillot, a-t-il déclaré.
Mais former un caillot ne représente que la moitié de l’histoire ; c’est ce que fait ensuite cette masse qui détermine le risque pour le patient.
Dans certains cas, la boule de sang coagulé en croissance restera fermement ancrée dans la paroi artérielle, entravant légèrement la circulation sanguine mais ne présentant aucun danger immédiat. Cependant, si de minuscules fragments se détachent de ce caillot statique, ils peuvent se déplacer vers le cerveau, où ils risquent de bloquer des vaisseaux plus petits et ainsi de provoquer un accident vasculaire cérébral.
« Cliniquement, nous sommes très doués pour visualiser l’étroitesse d’une artère », a déclaré Zhao, « mais le rétrécissement à lui seul ne nous indique pas exactement comment un caillot se comportera ».
C’est là qu’interviennent les modèles d’artère sur puce, a-t-il déclaré. Plutôt que de s’appuyer uniquement sur des analyses médicales, le modèle de l’équipe recrée la forme et la structure exactes des vaisseaux sanguins d’un patient individuel grâce à l’impression 3D. Pour créer les modèles, ils utilisent d’abord les tomodensitogrammes existants d’un patient pour imprimer en 3D une réplique en plastique de son artère carotide, y compris tout rétrécissement provoqué par l’athérosclérose. Ensuite, l’intérieur de cette structure plastique est recouvert de collagène, puis les cellules qui tapissent l’artère carotide se superposent. Le sang passe à travers la réplique de l’artère, imitant la vitesse et la pression du flux sanguin dans le corps.
« Ensuite (nous) utilisons une très petite blessure au laser pour exposer le collagène en dessous », a expliqué Zhao. « Nous pouvons alors faire circuler le sang humain dans l’artère et observer la thrombose se produire au microscope. » La thrombose est la formation d’un caillot sanguin dans un vaisseau sanguin.
Les chercheurs ont créé ces modèles pour six patients présentant différents types de lésions artérielles et ont utilisé divers calculs pour comprendre les impacts des modifications du flux sanguin à travers les structures.
En combinant ces calculs avec les structures artérielles spécifiques au patient, ainsi que des tests utilisant le flux sanguin réel, les chercheurs ont dressé une image beaucoup plus précise de la façon dont les caillots se forment et se détachent que ce que les images médicales seules pourraient capturer. Cela a révélé des différences frappantes entre des patients apparemment équivalents.
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« Nous avons découvert que deux artères atteintes d’une maladie apparemment similaire peuvent se comporter très différemment car leurs formes tridimensionnelles créent des modèles de flux sanguin différents », a déclaré Zhao. Ces conditions locales au sein de l’artère sont importantes pour déterminer si un caillot se développe de manière stable ou s’il est sujet à l’excrétion de fragments, a-t-il ajouté.
Ces différences fonctionnelles sont particulièrement importantes lorsqu’on réfléchit à la meilleure façon de réduire le risque d’accident vasculaire cérébral d’une personne. Certains traitements empêchent les plaquettes de s’agglutiner en caillots. D’autres empêchent les plaquettes de coller aux parois des artères, tandis que d’autres encore inhibent la protéine clé VWF, responsable de la formation de caillots. Le médicament le plus efficace pour un patient donné dépendra donc de la façon dont son caillot se forme et se développe, faisant de ces nouveaux modèles physiques un complément précieux à l’imagerie traditionnelle, a déclaré Zhao.
L’équipe espère maintenant étendre davantage cette recherche dans le but ultime d’établir des modèles d’artère sur puce comme étape de diagnostic supplémentaire entre l’imagerie médicale initiale et la sélection du traitement pour les patients.
Cet article est uniquement à titre informatif et ne vise pas à offrir des conseils médicaux.
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