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Brevets et licences

Extraire les excès de métaux du sang

Un dispositif médical innovant breveté, mis au point par une équipe de l'Institut lumière matière1, combine dialyse et piégeage des ions pour purifier le sang des métaux responsables de plusieurs pathologies.

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La présence d'un excès de certains métaux dans le sang est la conséquence de pathologies génétiques comme la maladie de Wilson, source de troubles hépatiques ou neurologiques, qui produit une accumulation de cuivre dans la circulation sanguine. Ce type de pathologies est actuellement soigné par une thérapie de chélation à l’efficacité limitée sur certains patients : la prise d'un médicament qui piège les métaux en se liant aux ions visés, puis éliminé par les voies naturelles. Par ailleurs, des recherches récentes ont montré l'impact d'excès de métaux dans le sang dans d'autres pathologies, comme certaines maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson), et sur l'évolution de patients en soins intensifs, notamment dans le cas de pathologies hépatiques ou rénales.

 

 

 

 

 

 

 

 

Le nouveau dispositif médical inventé à l'Institut lumière matière, en collaboration avec le laboratoire Ingénierie des matériaux polymères2, et développé par la start-up MexBrain, propose de répondre à l'ensemble de ces besoins. Son principe consiste à coupler deux procédés : l'hémodialyse, déjà couramment utilisée pour l'épuration du sang, et une nouvelle méthode de chélation.

Une hémodialyse créé une circulation externe du sang, afin de le mettre en contact, à travers une membrane, avec un liquide stérile de composition proche du plasma sanguin : les ions métalliques en excès dans le sang diffusent vers le liquide, jusqu'à établir un équilibre des concentrations entre les deux compartiments séparés par la membrane. Le nouveau procédé ajoute un chélatant dans le liquide de dialyse. Les métaux sont ainsi piégés à mesure qu'ils diffusent à travers la membrane, et la chélation se poursuit pour extraire une fraction importante d'ions du sang. Le nouveau dispositif repose sur le greffage d'une molécule fortement chélatante sur un polymère naturel, le chitosane, que sa haute masse moléculaire empêche de passer dans le sang à travers la membrane3. Des tests in vitro, puis sur un gros animal (mouton), avec des membranes de dialyse du commerce, ont montré l'efficacité et l'innocuité du dispositif. Des captations de plusieurs centaines de microgrammes d'ions métalliques (cuivre et fer) ont été réalisées, ce qui est très encourageant pour envisager le traitement de patients.

« Nous travaillons à la mise au point de nouveaux chélatants, en particulier dans la perspective d'appliquer le dispositif à l'extraction du sang de métaux exogènes, comme le plomb ou le cadmium, dont la présence est cette fois liée à une contamination extérieure », indique François Lux, enseignant-chercheur à l’université Claude Bernard Lyon 1 et membre de l'Institut lumière matière. La start-up MexBrain, issue de l'Institut lumière matière, développe le futur dispositif médical. Les premiers essais cliniques sont prévus au deuxième semestre 2022.

 

1 CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1

2 CNRS/Insa Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1/Université Jean Monnet

3 Feasibility study and direct extraction of endogenous free metallic cations combining hemodialysis and chelating polymer. Natuzzi M., Grange C., Grea T., Brichart T., Aigle A., Bechet D., Hautefeuille B., Thomas E., Ayoub J. Y., Bonnet J. M., Louzier V., Allaouchiche B., Couturier A., Montembault A., de Oliveira P. N., David L., Lux F., Tillement O.  Scientific Reports, vol. 11, p. 19948 (2021)

Contact :

François Lux / Enseignant-chercheur à l’université Claude Bernard Lyon 1 et membre de l'Institut lumière matière / francois.lux@univ-lyon1.fr