PLAIES CHRONIQUES : Avec la stimulation électrique, elles cicatrisent 3 fois plus vite

Les plaies chroniques guérissent beaucoup plus rapidement lorsque ces cellules sont stimulées par un courant électrique (Visuel Adobe Stock 443536869)

Cette équipe de bioingénieurs de la Chalmers University of Technology (Suède) et de l’Université de Fribourg (Allemagne) nous apporte la démonstration de l’efficacité de l’électricité à cicatriser les plaies 3 fois plus vite. Ces travaux, publiés dans la revue spécialisée Lab on a Chip, révèlent comment des modèles de plaies in vitro, développés sur les cellules cutanées cultivées, guérissent beaucoup plus rapidement lorsque ces cellules sont stimulées par un courant électrique. L’équipe vient de recevoir une subvention afin de pouvoir travailler plus rapidement sur des applications cliniques, bénéfiques aux patients.

Les plaies chroniques constituent un problème de santé majeur pour les patients diabétiques et les personnes âgées et leur prévalence ne cesse d’augmenter avec le vieillissement des populations et la hausses des maladies chroniques. Dans les cas les plus sévères, ces plaies peuvent conduire à l’amputation. On estime ainsi qu’1 % des patients diabétiques subissent une amputation du pied ou du membre inférieur et que chez ce groupe de patients, le risque d’amputation est multiplié jusqu’à 40.

La stimulation électrique accélère le processus de cicatrisation

Si, pour la plupart des gens, une petite plaie n'entraîne pas de complications graves, de nombreuses comorbidités peuvent favoriser la chronicité, le retard de cicatrisation et les complications. Les personnes atteintes de diabète, de lésions médullaires ou d'une mauvaise circulation sanguine ont une capacité de cicatrisation réduite. Cela implique un plus grand risque d'infection et de retard de cicatrisation ce qui peut entraîner des conséquences aussi graves que l'amputation. L’auteur principal, Maria Asplund, professeur agrégée de bioélectronique à Chalmers University of Technology rappelle ainsi que : « Les plaies chroniques sont devenues un fardeau de Santé publique et qu’il existe un énorme besoin de méthodes permettant de relancer et d’accélérer le processus de cicatrisation chez les personnes âgées ou avec comorbidités ».

Le guidage électrique accélère la motilité cellulaire : les chercheurs se basent ici sur une « vieille » hypothèse selon laquelle la stimulation électrique de la peau endommagée peut favoriser la cicatrisation plaies. L'idée est que les cellules de la peau sont électrotactiques, ce qui signifie qu'elles « migrent » de manière directionnelle dans les champs électriques. Cela signifie que si un champ électrique est placé dans une boîte de Pétri avec des cellules de peau, les cellules arrêtent de se déplacer de manière aléatoire et commencent à se déplacer dans la même direction. Les chercheurs ont donc regardé comment exploiter ce principe pour guider électriquement les cellules de manière à accélérer leur mobilité dans le processus de cicatrisation.

Une biopuce microfluidique qui induit un champ électrique faible, environ 200 mV/mm, sans impact négatif sur les cellules, permet alors aux scientifiques de comparer la cicatrisation des plaies dans une peau artificielle, en stimulant une plaie avec de l'électricité vs sans électricité. Les différences sont frappantes :

la plaie modélisée in vitro sur cet ensemble de cellules cutanées guérit 3 fois plus vite avec le champ électrique induit par la biopuce.

Un espoir pour les patients diabétiques : ici, les chercheurs se sont en effet concentrés sur la cicatrisation des plaies diabétiques :

« Nous avons travaillé sur des modèles de plaies diabétiques et nous avons cherché à savoir si notre méthode pouvait être efficace pour ce type de plaies. Nous montrons que lorsque nous reproduisons un modèle de plaie diabétique in vitro sur des cultures cellulaires, ces plaies cicatrisent très lentement. Cependant, avec la stimulation électrique, nous parvenons à augmenter la vitesse de cicatrisation de sorte que le modèle cellulaire de plaie diabétique évolue vers des cellules cutanées saines ».

Il « reste » à développer des dispositifs de cicatrisation exploitant ce principe de stimulation électrique pour la cicatrisation des plaies, utilisables pour les patients, en routine clinique. Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour développer des produits efficaces qui génèrent une intensité de champ électrique suffisante et stimulent selon l’intensité appropriée à chaque patient et à chaque plaie.

« Nous examinons maintenant comment différentes cellules cutanées interagissent pendant la stimulation, pour nous rapprocher d'une plaie réaliste. Nous développerons ensuite un concept permettant de « scanner » les plaies et d'adapter la stimulation en fonction de chaque plaie ».