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Certaines infections d’origines bactériennes ou virales peuvent entraîner la suractivation du système immunitaire ainsi qu’un dysfonctionnement d'organes dont les conséquences sont souvent plus mortelles que les pathogènes en eux-mêmes. Des travaux actuellement menés à l’IGPS1 visent à trouver un traitement pour ce dérèglement, appelé sepsis ou septicémie, car il n’en existe aucun satisfaisant aujourd’hui.
Lorsque les infections échappent au contrôle du système immunitaire, ce dernier peut être suractivé. Les conséquences négatives de ce dérèglement, appelé sepsis ou septicémie, sont nombreuses. On observe notamment une baisse de la pression artérielle, l’apoptose de cellules immunitaires, ou encore des dysfonctionnements d’organes. Ainsi, lors d’un sepsis, la réaction immunitaire devient la cause de mortalité et non pas l’infection en elle-même. Si aujourd’hui il existe des traitements contre l’inflammation, ces derniers sont peu spécifiques et peuvent induire une déficience immunitaire, conduisant par la suite à l’émergence d’une infection secondaire, un « rebond » de la maladie, souvent mortel.
Face à ce constat, François Fay, enseignant-chercheur de l’Université Paris-Saclay à l’Institut Galien Paris-Saclay1, développe au sein de l’équipe INPACT des traitements innovants contre le sepsis dans le cadre de son projet NANOSEPSIS porté par le CNRS. Ces recherches bénéficient du soutien de l’Institut Universitaire de France et de l’Agence nationale de la recherche, dont l’objectif est de soutenir l’excellence de la recherche et l’innovation française sur le plan national, européen et international. Pour le chercheur, la clé serait de trouver le moyen de cibler des cellules, des organes ou encore des voies de signalisations précises, afin de désactiver très spécifiquement la surréaction du système immunitaire.
Dans ce but, François Fay utilise des techniques de nanofabrication, notamment de la microfluidique pour créer des nanoparticules comme vecteurs de médicament. Ces nanoparticules sont très petites, d’une dizaine de nanomètres, soit 100 000 fois plus petites qu’un cheveu. Cette taille est en elle-même un avantage car les monocytes et les macrophages, cellules immunitaires non spécifiques considérées comme la « première ligne de défense » du corps, ont une appétence particulièrement élevée pour des particules de cette taille.
Les nanoparticules qu’il crée sont des micelles ou des liposomes, c’est-à-dire des sphères composées de lipides, qui peuvent encapsuler différents composés. Ici, ces nanoparticules servent à transporter des médicaments antiinflammatoires spécifiquement jusqu’aux cellules du système immunitaire, afin de réguler leur activité sans induire d’effet délétères pour l’organisme. L’équipe a pu tester l’efficacité de ce traitement in vivo sur des souris et in vitro sur des cellules humaines. Comparé à un traitement classique, le taux de survie des souris à 100h post traitement en cas de sepsis grave passe de 50% à 80%, démontrant l’efficacité et le potentiel de ces nanoparticules.
Cette étude, fortement interdisciplinaire, bénéficie du soutien d’experts dans plusieurs champs de recherche. En effet, François Fay interagit très régulièrement avec une équipe de biologistes spécialisée dans le sepsis du laboratoire Infection et Inflammation2. Dans le cadre de l’IHU PROMETHEUS de l’Université Paris-Saclay, il travaille également en lien étroit avec des médecins des hôpitaux Raymond Poincaré et du Kremlin Bicêtre. « L’aide des médecins est précieuse notamment sur les modèles et les marqueurs biologiques à utiliser afin d’avoir les mêmes grilles de lecture et faciliter le futur passage aux études cliniques », détaille François Fay.
En plus de fournir des traitements alternatifs, innovants et efficaces contre le sepsis, les nanoparticules issues de ces travaux créent de nouvelles possibilités tel que la vectorisation d’ARN afin de proposer des traitements ciblant spécifiquement certaines voies de signalisation du système immunitaire. À présent, l’équipe cherche à modifier les caractéristiques de surface des nanoparticules afin de cibler spécifiquement certains sous-types de cellules immunitaires et ainsi créer des thérapies encore plus précises.
1 IGPS (CNRS/Université Paris-Saclay) à Orsay
2 L2I (Inserm/UVSQ) à Montigny-le-Bretonneux