L'électrode organique peut permettre un court-circuit

Les chercheurs ont développé une électrode conductrice souple qui ne nécessite pas de chirurgie invasive pour être implantée et qui est résorbée par le corps au fil du temps. Ils affirment que leur méthode pourrait constituer une nouvelle façon de traiter des affections non chroniques telles que le cancer et les lésions nerveuses par stimulation électrique.

La stimulation électrique thérapeutique des tissus et du système nerveux est souvent utilisée dans des maladies chroniques comme la maladie de Parkinson ou l'épilepsie, où des électrodes implantées chirurgicalement fournissent des impulsions électriques à des zones spécifiques du cerveau. Mais l’électrothérapie peut également bénéficier aux personnes souffrant de maladies non chroniques telles que des douleurs, des lésions nerveuses ou un cancer.

Des chercheurs de l’Université de Lund et de l’Université de Göteborg ont développé une électrode organique conductrice qui s’insère sans chirurgie invasive, s’intègre au corps et se dissout avec le temps.

"Notre travail intègre naturellement l'électronique aux systèmes biologiques, ce qui ouvre des possibilités de thérapies pour les maladies non chroniques difficiles à traiter", a déclaré Martin Hjort, auteur principal de l'étude. "Dans l'étude, nous avons utilisé le poisson zèbre, un excellent modèle pour étudier les électrodes organiques dans les structures cérébrales."

Les chercheurs ont créé leurs électrodes en utilisant l’A5, un polymère mixte ion-électron soluble dans l’eau doté de qualités uniques : il s’auto-assemble dans un gel coulé et génère un hydrogel hautement conducteur qui reste stable pendant plusieurs mois. Il est également constitué de petits polymères appelés oligomères, ce qui lui confère de meilleures propriétés de biorésorption.

En utilisant un poisson zèbre, un modèle de régénération des membres et de neuropathie ou de lésion nerveuse entraînant de la douleur, les chercheurs ont injecté du A5 dans le cerveau du poisson à l'aide d'une seringue avec une canule de 30 µm de diamètre (les nanoparticules A5 mesurent en moyenne 80 nm) . Lorsque l’A5 interagissait avec des ions endogènes, il s’arrangeait pour former une électrode souple stable.

Au fil du temps, l’épaisseur de l’électrode souple a augmenté et des dendrites ont commencé à se développer, formant un lien étroit avec les cellules environnantes. En appliquant des impulsions électriques à des tranches de cerveau excisées sur le poisson avec les électrodes implantées, les chercheurs pourraient contrôler la signalisation neuronale.

"[N]ous avons développé une technique dans laquelle une solution de nanoparticules est injectée dans le tissu à l'aide d'une aiguille de la taille d'un cheveu humain", a déclaré Roger Olsson, auteur correspondant de l'étude. "Ces particules, composées de petites chaînes moléculaires (polymères), s'auto-organisent ensuite en une structure conductrice et s'intègrent aux cellules de l'organisme."

La structure conductrice a commencé à se dégrader environ neuf jours après l'insertion avant d'être complètement résorbée sans causer de dommages aux poissons.

Les chercheurs affirment que leurs nouvelles électrodes mini-invasives ouvrent des possibilités pour leur utilisation dans des traitements non chroniques. L’étape suivante consiste à essayer la procédure sur des cerveaux plus gros – de rongeurs et de primates.

L'étude a été publiée dans la revue Nature Communications.

Source : Université de Lund