Des millions d’humains vivent au quotidien avec la douleur. Bien que la douleur puisse être un indicateur important de la santé, elle peut également être débilitante, provoquant fatigue, dépression et diminution de la qualité de vie. Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins et de l’Université George Washington ont estimé que la douleur a coûté aux États-Unis entre 560 et 635 milliards de dollars en 2011.
Dans les années 1990, les sociétés pharmaceutiques ont affirmé qu’elles avaient la réponse : les opioïdes. Après avoir été assurés que ces médicaments ne créaient pas de dépendance, les médecins ont prescrit des opioïdes généreusement, dans l’espoir de soulager la souffrance de leurs patients.
Mais les opioïdes créent une forte dépendance et, à mesure que les médecins prescrivent de plus en plus, l’abus de drogues s’est intensifié. Certains patients se sont tournés vers l’héroïne et les opioïdes synthétiques lorsqu’ils n’ont pas pu se procurer de médicaments sur ordonnance, et entre 1999 et 2019, les surdoses d’opioïdes ont tué près de 500 000 personnes aux États-Unis. En 2017, le département de la Santé et des Services sociaux des États-Unis a déclaré que l’épidémie d’opioïdes était une urgence de santé publique.
Depuis qu’ils ont découvert les propriétés addictives des opioïdes, les scientifiques ont cherché des alternatives plus sûres pour soulager la douleur. L’ingénieur biomédical John A. Rogers, de l’Université Northwestern, pense qu’il en a peut-être créé un – un dispositif implantable et soluble qui refroidit les nerfs du corps.
« La gestion de la douleur est un aspect important des soins aux patients dans de nombreux contextes, et cela est actuellement accompli avec divers types de médicaments analgésiques, les opioïdes étant peut-être les plus importants », dit-il. « Ces schémas fonctionnent extrêmement bien pour éliminer la douleur, mais ils ont divers types d’effets secondaires – une tendance à la dépendance étant prédominante parmi ceux-ci. »
Au lieu de cela, Rogers et son équipe ont pensé qu’ils pourraient concevoir un dispositif permettant un soulagement de la douleur plus ciblé qui pourrait être accéléré ou réduit en fonction de l’intensité de la douleur. En utilisant le refroidissement, l’implant engourdirait des nerfs périphériques spécifiques qui relient le cerveau et la moelle épinière au reste du corps. Cette mesure bloquerait les signaux de douleur au cerveau, régulant efficacement la douleur dans des parties spécifiques du corps.
« Quiconque a été à l’extérieur par une journée froide sait que si vos mains et vos doigts deviennent trop froids, vous commencez à perdre une sensation de toucher », explique-t-il. « Le bout de vos doigts devient presque engourdi. Et c’est vraiment cet effet de refroidissement que nous cherchons à exploiter. »
L’équipe a créé ce que Rogers décrit comme un « élastique » avec de minuscules canaux légèrement plus grands qu’un cheveu humain incrusté dedans. Un côté de l’appareil de 5 millimètres de large se termine par une structure en forme de brassard qui entoure un nerf. L’autre sort de la peau et se fixe à un dispositif de pompage, semblable au fonctionnement d’une intraveineuse. Le liquide de refroidissement, qui bout à basse température, est pompé dans l’un des canaux minces de la bande vers le nerf. Il rencontre l’azote sec qui s’écoule à travers un canal séparé et s’évapore immédiatement, créant un effet de refroidissement. Le gaz s’écoule à nouveau par un canal différent, puis se recondense et repasse à travers l’appareil, formant un système en boucle fermée. L’appareil est décrit dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Science.
À l’intérieur de l’appareil se trouve un minuscule capteur de température, de sorte qu’un utilisateur peut surveiller et contrôler la température du nerf en ajustant le débit du liquide de refroidissement. Obtenir un nerf trop frais peut entraîner des lésions tissulaires. Le capteur de température est composé de quatre couches; une couche de magnésium est encapsulée par deux couches de dioxyde de silicium, un matériau isolant, et une couche en dessous qui sert d’adhésif.
« Le courant peut circuler à travers cette couche de magnésium – c’est un métal – et la résistance de ce métal change en fonction de la température », explique Rogers.
L’appareil est également entièrement soluble dans le corps, ce qui élimine les risques liés à l’ablation chirurgicale. Le temps nécessaire à la dissolution, généralement des jours ou des semaines, dépend du matériau utilisé et de son épaisseur. Rogers a créé un certain nombre d’appareils électroniques que le corps peut absorber, y compris un stimulateur cardiaque transitoire en 2021. En 2013, il a remporté un prix American Ingenuity du magazine Smithsonian pour son travail.
Les chercheurs ont testé leur dispositif sur le nerf sciatique de rats, qui transporte des signaux sensoriels provenant de nerfs qui se terminent dans les pattes. En appliquant une pression sur les pattes du rat, ils ont mesuré la force nécessaire pour que les rats rétractent leurs appendices.
« L’idée est que lorsque vous créez une sensation d’engourdissement dans la patte, vous devez pousser de plus en plus fort afin de créer cette réponse de rétraction », explique Rogers. « Ainsi, en refroidissant la sciatique, nous pouvons augmenter la pression seuil que vous devez appliquer à la patte d’environ un facteur dix. »
À l’heure actuelle, Rogers dit que les prochaines étapes consistent à examiner les aspects biologiques du corps humain pour améliorer la fonctionnalité de l’appareil. Un refroidissement excessif peut entraîner des lésions nerveuses, il est donc crucial de comprendre les limites du corps.
« Après avoir arrêté le refroidissement, combien de temps faut-il au nerf pour récupérer afin que vous puissiez redémarrer le refroidissement? », dit-il. « Ce sont les types d’études qui, à mon avis, sont les plus importantes à mener avant d’utiliser un appareil avec des humains. »
John Wood, neurobiologiste à l’University College de Londres, est plus sceptique quant à cette méthode de soulagement de la douleur. Wood étudie les voies de la douleur, y compris Nav1.8, qui est important pour relayer les signaux de douleur des nerfs dans tout le corps à la moelle épinière.
« Je pense qu’étant donné la nature mondiale de nombreux syndromes de douleur chronique, cette approche n’est pas attrayante », écrit Wood dans un courrier électronique, ajoutant que les dispositifs implantables sont « problématiques ».
Wood dit que des médicaments comme l’inhibiteur Nav1.8 de la société pharmaceutique Vertex, qui est administré sous forme de pilule, ont montré de forts effets analgésiques chez l’homme. Récemment, Vertex a annoncé que le VX-548, un inhibiteur de Nav1.8, avait surpassé un placebo dans les essais de phase 2 pour la douleur aiguë après deux types de chirurgie.
« C’est une avancée beaucoup plus importante », écrit-il.
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Source : Smithsonian Mag
