Des chercheurs du MIT développent un nouveau matériau qui pourrait faciliter l'élimination des polypes du côlon

Plus de 15 millions de coloscopies sont réalisées chaque année aux États-Unis, et dans au moins 20 pour cent de ceux-ci, les gastro-entérologues finissent par éliminer les excroissances précancéreuses du côlon. Éliminer ces lésions à un stade précoce, connu sous le nom de polypes, est le meilleur moyen de prévenir le développement du cancer du côlon.

Pour réduire le risque de déchirer le côlon pendant cette procédure, les médecins injectent souvent une solution saline dans l'espace sous la lésion, formant un "coussin" qui soulève le polype afin qu'il soit plus facile à retirer en toute sécurité. Cependant, ce coussin ne dure pas longtemps.

Les chercheurs du MIT ont maintenant mis au point une alternative - une solution qui peut être injectée sous forme liquide mais se transforme en un gel solide une fois qu'elle atteint le tissu, créant un coussin plus stable et plus durable.

Cela fait vraiment une énorme différence pour le gastro-entérologue qui effectue la procédure, pour s'assurer qu'il y a une zone stable qu'ils peuvent ensuite réséquer à l'aide d'outils endoscopiques."

Giovanni Traverso, professeur adjoint au département de génie mécanique du MIT et gastro-entérologue au Brigham and Women's Hospital

Traverso est l'auteur principal de l'étude, qui paraît dans le numéro du 30 juillet de Sciences avancées . Les auteurs principaux de l'étude sont les anciens post-doctorants du MIT Yan Pang et Jinyao Liu. Parmi les autres auteurs, citons Zaina Moussa, étudiante au MIT, associée technique Joy Collins, ancien technicien Shane McDonnell, Division de médecine comparée vétérinaire Alison Hayward, Kunal Jajoo, gastroentérologue du Brigham and Women's Hospital, et le professeur Robert Langer de l'Institut David H. Koch.

Un coussin stable

Alors que de nombreux polypes du côlon sont inoffensifs, certains peuvent éventuellement devenir cancéreux s'ils ne sont pas retirés. Les gastro-entérologues effectuent souvent cette procédure lors d'une coloscopie de routine, à l'aide d'un outil semblable à un lasso pour attraper le tissu avant de le couper.

Cette procédure comporte un certain risque de déchirer la muqueuse du côlon, c'est pourquoi les médecins injectent généralement une solution saline dans la zone juste en dessous de la muqueuse, appelé espace sous-muqueux, pour soulever le polype de la surface du côlon.

"Ce que cela fait est de séparer brièvement ces couches de tissu, et cela donne un peu une zone surélevée pour qu'il soit plus facile d'attraper la lésion, " dit Traverso. " Le défi est que la solution saline se dissipe très rapidement, donc on n'a pas toujours le temps d'entrer et d'intervenir, et peut avoir besoin de réinjecter une solution saline."

Les lésions complexes peuvent prendre de 10 à 20 minutes à éliminer, ou même plus longtemps, mais le coussin salin ne dure que quelques minutes. Les chercheurs ont essayé de prolonger la durée de vie des coussins en ajoutant des agents épaississants tels que la gélatine et la cellulose, mais ceux-ci sont très difficiles à injecter à travers l'aiguille étroite qui est utilisée pour la procédure.

Pour surmonter cela, l'équipe du MIT a décidé de créer un gel fluidifiant au cisaillement. Ces matériaux sont des gels semi-solides dans des conditions normales, mais quand on leur applique la force, leur viscosité diminue et ils s'écoulent plus facilement. Cela signifie que le matériau peut être facilement injecté à travers une aiguille étroite, puis redevenir un gel solide une fois qu'il sort dans le tissu du côlon.

Les gels amincissants par cisaillement peuvent être fabriqués à partir de nombreux types de matériaux différents. Dans ce but, les chercheurs ont décidé d'une combinaison de deux matériaux biocompatibles qui peuvent former des gels - Laponite, une argile en poudre utilisée dans les cosmétiques et autres produits, et alginate, un polysaccharide dérivé d'algues.

"Nous avons choisi ces matériaux car ils sont biocompatibles et ils nous permettent d'ajuster le comportement d'écoulement des gels résultants, " dit Pang.

En utilisant ces matériaux, les chercheurs ont créé un gel amincissant par cisaillement qui pourrait être injecté et former un coussin stable pendant plus d'une heure, chez les porcs. Cela donnerait aux gastro-entérologues beaucoup plus de temps pour éliminer les polypes.

"Autrement, vous injectez la solution saline, puis tu changes d'outils, et au moment où vous êtes prêt, le tissu est à nouveau plat. Il devient vraiment difficile de réséquer les choses en toute sécurité, " dit Traverso.

Contrôle de la viscosité

En faisant varier la composition des composants du gel, les chercheurs peuvent contrôler des caractéristiques telles que la viscosité, qui influence la durée pendant laquelle le coussin reste stable. Si fait pour durer plus longtemps, ce type de gel injectable pourrait être utile pour des applications telles que le rétrécissement du tractus gastro-intestinal, qui pourrait être utilisé pour prévenir le reflux acide ou pour aider à perdre du poids en faisant en sorte que les gens se sentent rassasiés. Il pourrait également potentiellement être utilisé pour administrer des médicaments au tractus intestinal, dit Traverso.

Les chercheurs ont également découvert que le matériau n'avait pas d'effets secondaires nocifs chez les porcs, et ils espèrent commencer des essais sur des patients humains dans les trois à cinq prochaines années.

"C'est quelque chose que nous pensons pouvoir atteindre les patients assez rapidement, ", dit Traverso. "Nous sommes vraiment excités à l'idée de le faire avancer."

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