Ces robots de la taille d’un grain de sable pourraient un jour vous protéger d’un AVC

Lorsqu’un AVC (accident vasculaire cérébral) se produit, quelques minutes seulement peuvent suffire pour qu’une personne en ressorte fortement handicapée, ou pire, en meure. Un caillot (thrombus) bouche une artère, prive d’oxygène et frappe de plein fouet un organe qui ne tolère aucune interruption de son irrigation sanguine. Démarre alors une véritable course contre la montre pour les secours , afin de dissoudre le caillot avant qu’il ne laisse des séquelles irréversibles.

Aujourd’hui, les médecins disposent heureusement de médicaments spéciaux qui dégradent les thrombus, mais qui nécessitent de fortes doses en injections pour qu’ils atteignent la zone obstruée. Les effets secondaires peuvent être graves et le patient peut réagir de manière négative, notamment par de violentes hémorragies. Une approche qui présente donc aujourd’hui des limites, que des chercheurs d’une équipe suisse de l’ETH Zurich souhaiteraient contourner .

Leur idée est de guider à distance des microrobots sphériques de la taille d’un grain de sable (voir photo ci-dessous) dans le réseau sanguin grâce à des champs magnétiques. De minuscules capsules solubles qui transporteraient le médicament directement jusqu’au caillot, sans qu’il se répande dans tout l’organisme. Une technologie encore expérimentale mais dont les premiers résultats, publiés le 13 novembre Science , laissent entrevoir une alternative très crédible à nos traitements actuels.

Ces microrobots ne sont pas autonomes, mais leur trajectoire peut être contrôlée au millimètre près à l’intérieur même du réseau vasculaire. © Luca Donati / ETH Zurich

Dissoudre un caillot sans endommager le cerveau : la mission de ces microrobots

Pour atteindre les vaisseaux les plus étroits du cerveau, les chercheurs doivent réduire la capsule à quelques centaines de micromètres seulement. À cette échelle, plus un objet est petit, moins il peut embarquer de matériau magnétique, et donc moins il répond efficacement au champ magnétique externe censé le guider .

Les artères cérébrales ont un diamètre si faible que la capsule ne peut pas dépasser une certaine taille. Toute la difficulté consiste alors à garder assez de puissance magnétique dans un volume minuscule, afin que le robot reste pilotable même dans le flux sanguin .

Pour contourner cette difficulté, l’équipe a mis au point une micro-capsule en gel, conçue pour se dissoudre une fois arrivée à destination . À l’intérieur, les chercheurs ont incorporé de minuscules particules d’oxyde de fer, qui permettent au robot de réagir au champ magnétique comme s’il répondait à un gouvernail. Ils y ont également ajouté une infime quantité de tantale, un métal très visible aux rayons X, ce qui permet aux médecins de suivre la capsule en direct grâce à l’imagerie médicale.

Après des années de réglages, ce microrobot est désormais assez petit et assez magnétique pour circuler dans l’ensemble du réseau vasculaire (environ 360 artères et veines).

Pour le piloter, il est nécessaire de jouer sur plusieurs types de champs magnétiques. Le premier, un champ rotatif, sert à faire avancer doucement la capsule dans les artères, à quelques millimètres par seconde. Le second, beaucoup plus fort, crée un gradient magnétique capable de la «  tirer  » littéralement lorsqu’elle doit remonter un flux sanguin trop rapide.

Même dans les zones où le débit est puissant, elle peut circuler aisément et remonter jusqu’à une vitesse de 20 cm/s . Une vitesse ahurissante pour un objet aussi petit ; c’est comme si une voiture pouvait se déplacer à approximativement 5 000 km/h (simplification relative) dans un canyon inondé d’eau.

Une mise sur le marché encore lointaine, mais crédible

Après les essais sur modèles en silicone, les chercheurs ont testé leur capsule sur des porcs. Dans 95 % des cas, le microrobot a réussi à acheminer le médicament thrombolytique exactement jusqu’à l’artère obstruée visée, sans se perdre dans le réseau vasculaire. Des essais qui confirment pleinement son intérêt clinique en tant que solution «  légère  » pour traiter les AVC.

Bradley Nelson, spécialiste des microrobots et coauteur de l’étude, explique : «  Les champs magnétiques sont parfaits pour des interventions peu invasives, car ils pénètrent profondément dans le corps sans effet délétère aux intensités que nous utilisons  ». La suite pour ces chercheurs de l’ETH Zurich ? Un long chemin les attend avant que leurs microrobots puissent trouver une réelle application médicale .

Ils devront répéter les essais précliniques, prouver leur innocuité et obtenir le premier feu vert pour lancer le premier test clinique sur l’être humain . Même dans le scénario le plus optimiste, une technologie si innovante mettra sans doute au moins une dizaine d’années à parcourir le labyrinthe réglementaire européen et international . Depuis la thrombectomie mécanique (2015), aucune technologie n’avait réellement été autant porteuse d’espoir en neurologie ; elle mérite parfaitement  d’être prise au sérieux par les autorités sanitaires .

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D’après Journal du Geek.