Des chercheurs développent un implant hydrogel pour traiter l’endométriose

Les hydrogels sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment pour les lentilles de contact, l’administration de doses de médicaments dans le corps, les hydratants, le stockage de l’eau dans le sol, le nettoyage des eaux polluées et comme agents gélifiants et épaississants. Un hydrogel est un gel composé d’un type de plastique capable de retenir l’eau.

Des chercheurs de l’ETH Zurich et de l’Empa ont développé le premier implant hydrogel destiné à être utilisé dans les trompes de Fallope. Cette innovation remplit deux fonctions : d’une part, elle agit comme contraceptif et, d’autre part, elle empêche la receveuse de développer une endométriose ou, le cas échéant, d’en stopper la propagation.

Il y a environ quatre ans, Inge Herrmann a rejoint son groupe de recherche au département de génie mécanique et des procédés de l’ETH Zurich et de l’Empa. Il s’agissait d’un médecin-chef spécialisé en gynécologie, qui souhaitait s’engager dans des recherches d’inspiration clinique. Ce type de collaboration interdisciplinaire a été une expérience pour toute l’équipe.

L’objectif initial était de transformer un hydrogel en un nouveau type de contraceptif pour les femmes. Cependant, après avoir discuté avec le gynécologue, l’équipe de recherche a réalisé que l’implantation d’un hydrogel pour obstruer les trompes de Fallope pourrait également aider à prévenir l’endométriose.

Prévenir l’endométriose en occluant les trompes de Fallope

Environ 10 % des femmes souffrent d’endométriose. On ne sait cependant pas exactement ce qui provoque cette maladie. On suppose que pendant les règles, le sang reflue le long des trompes de Fallope vers la cavité abdominale. Ce sang contient des cellules de la muqueuse utérine (endomètre) qui se déposent dans la cavité abdominale et peuvent ainsi provoquer des inflammations, des douleurs et la formation de tissu cicatriciel.

Les chercheurs ont trouvé un moyen de créer un implant hydrogel capable d’obstruer avec succès les trompes de Fallope et ainsi d’empêcher les menstruations rétrogrades.

Ils décrivent leurs conclusions dans une étude publiée dans la revue Matériaux avancés.

« Nous avons découvert que l’implant devait être constitué d’un gel extrêmement mou, de consistance similaire à celle d’un bébé en gélatine, qui n’a pas d’impact sur les tissus natifs et n’est pas traité et rejeté comme un corps étranger », explique Alexandre Anthis, auteur principal de l’étude.

L’hydrogel a pour avantage de gonfler au contact d’un liquide. Ainsi, ce nouvel implant mesure environ deux millimètres de long au départ. Mais une fois implanté dans les trompes de Fallope dans le cadre d’une procédure non chirurgicale utilisant un hystéroscope (un instrument permettant d’inspecter la cavité utérine), l’implant gonfle jusqu’à plus du double de sa taille initiale. L’hydrogel agit alors comme une barrière contre les spermatozoïdes et le sang.

« Notre implant hydrogel peut être facilement et rapidement détruit, soit avec une lumière UV, soit avec une solution spéciale, de sorte que les receveurs n’ont pas besoin de subir une opération invasive et risquée s’ils décident d’inverser la procédure », explique Herrmann.

L’innovation par la collaboration interdisciplinaire

Selon Anthis, l’un des plus grands défis a été de parvenir à un juste équilibre entre stabilité et dégradabilité. « Nous voulions nous assurer que l’implant soit à la fois compatible et stable. »

Pour cela, les chercheurs ont d’abord mené des expériences ex vivo sur des trompes de Fallope humaines (et animales), par exemple retirées dans le cadre d’un traitement contre le cancer des ovaires. Ils ont ensuite testé leur innovation sur un cochon vivant : après trois semaines, l’implant d’hydrogel était toujours en place et aucune réaction à un corps étranger n’était observée.

En collaboration avec l’ETH Zurich et le Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa), les chercheurs ont déposé un brevet. Mais il reste encore du chemin à parcourir avant que l’implant ne soit prêt à être commercialisé.

L’endométriose étant une maladie humaine, il est difficile de prévoir le comportement à long terme de l’implant hydrogel une fois en place dans les trompes de Fallope, en particulier lorsque les receveuses pratiquent des activités physiques intenses comme le sport. De plus, il n’est pas encore certain que le simple blocage des trompes de Fallope suffise à prévenir l’endométriose.

« Nous avons épluché des bases de données pour trouver des données sur les patientes atteintes d’endométriose qui ont subi l’ablation des trompes de Fallope », explique Herrmann. De tels cas pourraient révéler si cette mesure empêche réellement l’endométriose de se développer dans la cavité abdominale, ajoute-t-elle.

« Jusqu’à présent, très peu de recherches ont été menées sur le point de rencontre entre la science des matériaux, l’ingénierie des procédés et la gynécologie. Pourtant, il s’agit d’un domaine de recherche d’une importance vitale. Nous espérons que notre travail constituera un pas significatif dans la bonne direction », déclare Herrmann, qui a récemment ouvert l’Ingenuity Lab à l’hôpital universitaire de Balgrist, dans le but de transposer les technologies innovantes en matière de matériaux dans les cliniques.