Oubliez pilules et injections: dans le futur, nos médicaments pourraient être libérés dans notre corps par le biais d’implants contrôlés de manière automatique par le cerveau. C’est en tout cas ce que laisse entrevoir une nouvelle étude publiée lundi dans la revue scientifique PNAS. Des biologistes de l’EPF de Zurich ont mis au point des implants à base de cellules génétiquement modifiées, qui ont permis de contrôler la pression de souris hypertendues. Dès que ces rongeurs ressentaient du plaisir – par exemple lorsqu’elles étaient excitées sexuellement –, leurs implants relâchaient une molécule permettant d’abaisser la pression artérielle dans leur organisme. 

Pour concevoir ces implants d’un nouveau genre, l’équipe de Martin Fussenegger, chercheur en biotechnologie, a eu recours à la biologie synthétique; cette méthode consiste à fabriquer des cellules ayant des fonctions particulières grâce à des manipulations génétiques. Les scientifiques ont ainsi transformé des cellules humaines pour qu’elles soient capables de sécréter une molécule impliquée dans la régulation de la pression lorsqu’elles détectent un autre type de molécule, en l’occurrence la dopamine. 

«La dopamine est naturellement produite par le cerveau lors d’activités qui procurent du plaisir, telles que la prise de nourriture ou de drogues, ou encore lors des rapports sexuels, explique Martin Fussenegger. Elle est donc régulièrement secrétée au cours de la journée, notamment au cours des repas.» Après sa libération dans le cerveau, la dopamine se répand dans la circulation sanguine, et elle intervient dans divers processus physiologiques. 

Après avoir testé, in vitro, la réactivité de leurs cellules modifiées à cette molécule, les chercheurs de l’EPFZ en ont implanté quelques centaines dans l’abdomen de leurs souris. Ils ont alors montré que ces implants réagissaient à la sécrétion de dopamine chez ces cobayes lorsqu’ils étaient excités sexuellement – en fait, lorsque les chercheurs introduisaient une souris femelle dans la cage des mâles – ou lorsqu’ils consommaient de l’eau sucrée ou de la méthamphétamine, une drogue dont l’effet physiologique est proche de celui de la cocaïne. 

Dans une deuxième partie de l’expérience, les chercheurs ont apporté une nouvelle modification génétique à leurs cellules. En plus de détecter la dopamine, elles sont alors devenues capables de sécréter une protéine appelée ANP, qui atténue l’hypertension, notamment par son effet vasodilatateur. Ces cellules ont également été implantées et testées chez des souris. Résultat, des souris mâles hypertendues ont vu leur tension s’abaisser sous l’effet d’un stimulus sexuel, qui avait déclenché la sécrétion d’ANP par les implants. 

A l’avenir, on pourrait utiliser les cellules souches des patients, ce qui limiterait le risque de réactions

«Notre approche, qui permet de délivrer des substances thérapeutiques de manière inconsciente et automatique, pourrait à l’avenir remplacer la prise régulière de médicaments, très contraignante pour les patients», met en avant Martin Fussenegger. 

Le biologiste Wilfried Weber, de l’université allemande de Fribourg, qui travaille également sur des systèmes biologiques synthétiques, est emballé par ces résultats: «Les implants développés par l’équipe de Martin Fussenegger, qui réagissent directement aux dysfonctionnements du corps, sont très innovants et pourraient permettre d’intervenir avant même l’apparition de symptômes.» 

Il y a quelques années, l’équipe de l’EPFZ avait déjà mis au point des cellules modifiées capables de reconnaître les symptômes de l’arthrose et de sécréter des molécules thérapeutiques adaptées contre cette pathologie. D’autres maladies encore pourraient- elles être traitées grâce à cette approche? «On pourrait imaginer faire sécréter à des implants de l’insuline, contre le diabète, ou des molécules impliquées dans la satiété, pour limiter la prise de nourriture», avance Martin Fussenegger. 

«Il faut souligner l’élégance de ce nouveau modèle de délivrance de médicaments», estime pour sa part Antoinette Pechère-Bertschi, responsable de l’Unité d’hypertension artérielle aux Hôpitaux universitaires de Genève. La doctoresse est cependant plus circonspecte sur une éventuelle application dans le domaine de l’hypertension: «Il faut garder en tête qu’il s’agit d’une maladie multifactorielle, qu’onne peut espérer traiter chez tous les patients en agissant sur un seul mécanisme métabolique, comme c’est le cas dans cette étude. De plus, il existe déjà des médicaments efficaces contre l’hypertension; toute nouvelle approche doit donc apporter des avantages nets par rapport aux traitements disponibles.» 

De son côté, Bernard Thorens, chercheur à l’Université de Lausanne et spécialiste du diabète, se montre assez sceptique par rapport à ces résultats publiés dans PNAS: «Des implants du même type, à base de cellules génétiquement modifiées pour produire de l’insuline ou d’autres molécules thérapeutiques, ont déjà été testées il y a plusieurs années contre le diabète. Le concept fonctionne sur la souris, mais il est très difficile à transposer à l’être humain.» Parmi les points problématiques figureraient le nombre important de cellules à implanter pour que la technique soit efficace chez un animal de plus grande taillequela souris ainsi que le temps de réaction trop long de ces systèmes par rapport à la finesse requise par certains processus biologiques. 

Enfin, une autre limite de ces implants vient du fait qu’ils sont constitués de cellules génétiquement modifiées. Les patients du futur seront-ils prêts à troquer leurs pilules pour ce type d’implants? «Ce n’est pas impossible, car le génie génétique est généralement mieux toléré par l’opinion publique lorsqu’il est employé pour des applications médicales plutôt que pour améliorer les plantes, par exemple», fait valoir Wilfried Weber. 

Quant à Martin Fussenegger, il explique que ses cellules modifiées ont été encapsulées dans des enveloppes semi-imperméables, ce qui les a rendues indétectables par le système immunitaire, si bien qu’elles ont été tolérées sans problème par les souris. «A l’avenir, on pourrait même utiliser les propres cellules souches des patients pour fabriquer les implants, ce qui limiterait encore le risque de réaction», précise le biologiste, qui considère que ces implants «sont une manière plus naturelle et précise de se soigner que la prise de médicaments».