Les globules rouges sont indispensables à l’apport d’oxygène dans nos organes et nos tissus. Depuis de nombreuses années, les chercheurs essaient de fabriquer des globules rouges artificiels, mais jusqu’à maintenant, ils n’avaient jamais réussir à en reproduire toutes les propriétés.
La carte d’identité des globules rouges
Aussi appelés « Erythrocytes », les globules rouges sont au nombre de 5 000 000 par mm3 et possèdent une taille de 6 à 9 microns. Notre corps en produit quotidiennement 200 milliards au niveau de la moelle osseuse, par un phénomène qu’on appelle érythropoïèse.
Les globules rouges transportent le dioxygène des poumons aux tissus et cellules du corps grâce à l’hémoglobine contenue dedans : cette hémoglobine fixe l’oxygène pour le transporter. Ils régulent également le pH sanguin et le transport du dioxyde de carbone grâce à l’anhydrase carbonique, enzyme présente à la surface des globules rouges. Cette enzyme va transformer le dioxyde de carbone en bicarbonate, qui est transporté jusqu’aux poumons puis retransformé en dioxyde de carbone. Pour rappel, quand une personne respire, elle inspire du dioxygène qui va aller dans ses poumons. L’hémoglobine fixe ces molécules d’oxygène pour les transporter. Quand une personne expire, elle éjecte du dioxyde de carbone. Les globules rouges permettent également le transport de complexes immuns, c’est à dire décombinaisons anticorps-antigènes : l’anticorps vient de notre corps et nous défend de l’antigène qui est un corps étranger.
De quoi sont composés les globules rouges ?
Pour pouvoir fabriquer des globules rouges, il faut connaître leurs propriétés et leurs constituants. Les globules rouges contiennent des molécules d’hémoglobine afin de transporter l’oxygène, et c’est à ces molécules qu’ils doivent leur couleur rouge. La durée de vie des globules rouges doit au moins être de 10 heures pour leur permettre de parcourir tout le système sanguin.
Quel procédé de fabrication les chercheurs ont-ils utilisé ?
Dr Wei Zhu, chercheur, a utilisé la technique de « Silica Bioreplication » pour obtenir des globules rouges artificiels. Cette technique consiste à déposer de la silice sur un globule rouge naturel pour le mouler. Ensuite, après démoulage, le moule formé est exposé à de multiples couches de polymères de polysaccharides : ce sont des ensembles de molécules de la famille des glucides (sucres) constitués de plusieurs oses (molécules de sucre composées d’au moins 3 carbones) liés entre eux. Ces polymères ne sont que faiblement toxiques et sont biodégradables. Ensuite, la silice est retirée et une membrane naturelle issue d’un globule rouge est déposée sur les couches de polymères. La membrane doit être naturelle pour posséder les protéines identificatrices du globule rouge, qui permettent au globule rouge de circuler dans le système sanguin et d’être reconnu comme un réel globule rouge.
Quelles vont en être les utilisations ?
Ces globules rouges vont permettre une meilleure circulation de l’oxygène dans le système sanguin, et donc une meilleure oxygénation des tissus. Ils vont également être utilisés pour améliorer la distribution de certaines molécules médicales dans notre corps, et pour soigner des maladies touchant les globules rouges ou nécessitant l’apport de sang, comme la drépanocytose.
Pour l’instant les résultats sont prometteurs sur des modèles animaux, mais il va également falloir les tester sur les humains. En pleine pandémie de COVID-19, l’Etablissement Français du Sang affirme que la pénurie de sang a été frôlée. La fabrication de ces globules rouges va-t-elle amener vers un futur prometteur pour la transfusion sanguine ?
En savoir plus
Jimin Guo, Jacob Ongudi Agola et al., Biomimetic Rebuilding of Multifunctional Red Blood Cells: Modular Design Using Functional Components – ACS Nano Article ASAP; DOI: 10.1021/acsnano.9b08714
Article paru dans Je Science donc J'écris n°23 - Septembre 2020
