Des implants nanoélectroniques organiques régénératifs

Les maladies et lésions neurodégénératives peuvent provoquer une paralysie du patient et réduire sa mobilité. Des chercheurs financés par l'UE ont développé et implanté un dispositif plurifonctionnel actif (AMID) dans un modèle murin de lésion médullaire avec des résultats encourageants.

Santé

Le fardeau socio-économique lié à la paralysie et aux maladies telles que Parkinson est immense. Pour restaurer la mobilité, réduire l'inflammation et promouvoir la guérison, le projet IONE-FP7(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Implantable organic nano-electronics) a conçu des AMID implantables innovants à l'aide de matrices biodégradables pouvant être contrôlées à distance. IONE-FP7 a développé des méthodologies et des protocoles pour une mise à l'essai in vitro et in vivo afin de minimiser l'expérimentation animale tout en optimisant la conception du dispositif. Les chercheurs ont systématiquement optimisé et échelonné leur prototype pour une implantation in vivo à travers le développement de nouveaux outils de fabrication et des techniques et le prototypage. De nombreuses découvertes ont été faites, dont la détection extracellulaire de l'onde de calcium dans les cellules gliales. Les chercheurs ont fabriqué un transistor de synapse organique que l'on appelle également transistor à effet de champ de mémoire organique à nanoparticules (NOMFET). Ces NOMFET peuvent générer des modèles de signaux électriques similaires à la signalisation neuronale et ainsi stimuler la croissance et les connexions neuronales. Ces quatre FET organiques ont été intégrés à une architecture à sortie électrochimique (EGOFET) pour l'AMID. La conception EGOFET a pu servir de transducteur et de biocapteur de neurotransmetteurs et de cytokines inflammatoires. L'AMID finale comptait l'acide glycolique polylactique biodégradable avec des électrodes dorées entrelacées afin de garantir la stimulation adéquate et les canaux microfluidiques pour l'administration de médicaments. La minocycline a été sélectionnée pour la mise à l'essai car elle a offert des résultats prometteurs dans les essais cliniques en phase II. Les scientifiques ont réussi à transmettre des signaux électriques au nerf moteur périphérique sur l'application de la stimulation électrique pulsée au site de la lésion médullaire via l'AMID implanté. Par conséquent, une contraction musculaire a été observée dans le muscle de la jambe des souris paraplégiques sous anesthésie. Les études évaluant l'efficacité du traitement et la réponse inflammatoire se poursuivent au-delà de la période du projet à travers des collaborations de recherche approfondie sur la bioélectronique organique implantable. Les activités du projet comprenaient la publication de 31 documents en 3 ans. Les résultats ont été diffusés via deux présentations, de nombreuses discussions invitées, des médias de masse, un atelier international et un forum LinkedIn(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Les chercheurs d'IONE-FP7 ont réussi à démontrer le potentiel des AMID dans la thérapie loco-régionale et la régénération nerveuse. D'autres applications comprennent les zones biomédicales comme la thérapie de la douleur, l'anesthésie et les maladies neurodégénératives. Les résultats ont conduit à la préparation d'un brevet conjoint et à l'établissement d'une société en démarrage dans la bioélectronique. La traduction réussie des résultats pour l'application clinique chez les humains présentera de nombreux bénéfices.