En 1873, le Dr Joseph Howe injecta du lait de chèvre dans les veines d'un patient tuberculeux, enregistrant immédiatement des étourdissements, des maux de dos et des mouvements oculaires incontrôlables. Il a doublé la dose: le patient est décédé.
Malgré le résultat malheureux, le médecin n'a pas baissé les bras, continuant ses expériences sur les chiens (tuant 7) puis trois ans plus tard il était convaincu : il faudrait du lait humain pour remplacer le sang humain, pas de chèvre ! Non même pas. Au énième patient mort, la terrible conclusion : le lait n'était pas le substitut idéal du sang, ce n'était pas un sang synthétique idéal.
Déjà. Parce que le sang humain est un mélange spécial de sels, protéines, cellules et plaquettes parfaitement organisés pour transporter l'oxygène et les nutriments à travers le corps: notre réseau de veines est une véritable infrastructure de transport (en moyenne 160km de long par personne) à travers laquelle le sang éloigne les déchets des reins, transporte anticorps et hormones ; lorsqu'il y a une blessure, le sang forme un film sur elle et permet la cicatrisation. L'un de ses composants fondamentaux, l'hémoglobine, est si important pour la vie que vous pouvez le trouver dans pratiquement n'importe quel type d'être vivant.
Depuis 1600 tentatives de le remplacer ont inclus toutes sortes de substances: du lait, de la bière, de l'urine, des solutions salines et plus encore, c'est encore mieux de ne pas dire. Le problème demeure: l'énorme demande de transfusions a augmenté et le sang est vraiment nécessaire pour tout, de la chirurgie au traitement du cancer, des greffes aux accidents.
Cela conduit bien sûr à une conclusion: un substitut sanguin synthétique serait une véritable aubaine, même économiquement. Une estimation indique que le marché du sang synthétique pourrait atteindre 16 milliards d'euros dans les 5 premières années de commercialisation de ce produit. Près de 140 ans après les expériences du Dr Howe, il n'y a toujours pas de solution définitive à ce puzzle biologique.
N'y a-t-il pas de solution ?
En succession rapide, quels sont les jalons de ce chemin: 1660: premières expériences de transfusion avec des substances de toutes sortes. 1795: première transfusion de sang humain sur un être humain. 1880 : prise de conscience de l'inexistence d'autres substituts que le sang pour une transfusion. 1966: Le biochimiste Leland Clark démontre les capacités de transport d'oxygène des perfluorocarbures (PFC), mais avec une efficacité bien inférieure à celle de l'hémoglobine. Années 70-80 : test avec l'utilisation de perfluorocarbures, avec vérification des effets secondaires lourds. Aucun composé de ce type n'a jamais obtenu l'approbation de la Food and Drug Administration. 2001: Hémopure, développé par la société biopharmaceutique Biopure Corporation est le seul sang synthétique autorisé à la vente dans le monde (en Afrique du Sud). Le médicament présente un risque élevé de crise cardiaque et, dans les pays autres que l'Afrique du Sud, il n'est utilisé que dans des situations désespérées (par exemple en cas de refus de transfusions pour des raisons religieuses).
La situation aujourd'hui
« Ce champ était pratiquement sombre jusqu'à récemment. Maintenant, il y a une fissure."
Dr Dipanjan Pan, professeur de bio-ingénierie à l'Université de l'Illinois.
Aujourd'hui, les chercheurs sont « armés » de bien plus de connaissances en génie des matériaux, en nanotechnologie et en biologie des cellules sanguines, et ils ont une nouvelle stratégie (bonne ou mauvaise, nous verrons) : le sang n'a pas besoin d'être aussi parfait que réel pour obtenir une valeur, et il n'a pas besoin d'être aussi complexe que la vraie chose pour faire ce qu'il faut.
Pour cette raison, ils se sont concentrés sur la création de produits à utiliser dans les cas où une transfusion traditionnelle est impossible: pays sous-développés, navires, stations spatiales ou (dans le futur) surface martienne.
Érythromère, poudre de sang d'urgence
Cette philosophie a conduit à la naissance de l'érythromère, une cellule sanguine artificielle avec une forme particulière de "beignet" qui contient un récipient de taille nanométrique avec de l'hémoglobine purifiée. Contrairement aux dons de sang traditionnels, l'érythromère peut être congelé, conservé longtemps à température ambiante et utilisé sur des patients de n'importe quel groupe sanguin. Dans les intentions de ses créateurs, vous pouvez conserver un récipient contenant de la poudre d'érythromère et, en cas d'urgence, ajouter de l'eau pour obtenir un "sang d'urgence" afin de maintenir en vie les patients sur le chemin de l'hôpital en ambulance.
En d'autres termes, ce n'est pas du vrai sang, il n'a pas les capacités du vrai sang, mais il fait un travail nécessaire pendant un temps limité, et en cela il est très utile.
Les tests sur les souris ont été pleinement concluants et ceux sur les lapins sont en cours : avant les tests sur l'homme, des tests sur des animaux plus gros seront nécessaires et ensuite sur des primates.
Synthoplaque
D'autres laboratoires se sont concentrés sur l'imitation des fonctions des plaquettes, nécessaires pour éviter les saignements en cas d'accident. L'ingénieure en matériaux Erin Lavik développe une nanostructure de polymère synthétique qui "collabore" avec les plaquettes pour accélérer et améliorer leurs performances.
En 2016, Sen Gupta de l'Université d'État a cofondé la startup de biotechnologie Haima Therapeutics, qui a développé un substitut plaquettaire, Synthoplate, actuellement en cours d'expérimentation animale. Sen Gupta espère que les évaluations de sécurité et de toxicité permettront à sa création d'obtenir le feu vert de la FDA dans deux à trois ans.
