Le projet reçoit un contrat de la DARPA d’une valeur maximale de 33 millions de dollars sur quatre ans et demi.

Publication originale le 13/05/2021.

NDLR : Northwestern est une universite de Chicago. Je suis sûr que mon corps peut gérer mon sommeil, merci beaucoup… Pourquoi y a-t-il une telle obsession à mettre des trucs dans le corps ?

AUTEUR

AMANDA MORRIS

CATEGORIES

POSTÉ LE

17 mai 2021

SOURCE

Northwestern Now

Une équipe de chercheurs dirigée par la Northwestern University a signé un accord de coopération avec la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) afin de mettre au point un dispositif sans fil, entièrement implantable, qui contrôlera l’horloge circadienne du corps, réduisant ainsi de moitié le temps nécessaire pour se remettre de cycles veille-sommeil perturbés.

La première phase de ce programme hautement interdisciplinaire sera consacrée au développement de l’implant. La deuxième phase, subordonnée à la première, consistera à valider le dispositif. Si cette étape est franchie, les chercheurs testeront le dispositif sur des humains, dans le cadre de la troisième phase. Le financement total correspond à 33 millions de dollars sur quatre ans et demi.

Surnommé la « pharmacie vivante », le dispositif pourrait être un outil puissant pour le personnel militaire, qui voyage fréquemment sur plusieurs fuseaux horaires, et pour les travailleurs postés, notamment les premiers intervenants, qui passent de la nuit au jour.

Baptisé NTRAIN (Normalizing Timing of Rhythms Across Internal Networks of Circadian Clocks), le projet s’inscrit dans le cadre du programme ADAPTER (Advanced Acclimation and Protection Tool for Environmental Readiness), le nouveau programme de la DARPA destiné à aider à relever les défis des voyages, notamment le décalage horaire, la fatigue et les problèmes gastro-intestinaux. La recherche sur l’horloge circadienne sera dirigée par des experts du sommeil du Center for Sleep and Circadian Biology (CSCB) de Northwestern. Des biologistes synthétiques de l’université Rice dirigeront les efforts d’ingénierie cellulaire. Et les ingénieurs de Northwestern se joindront aux chercheurs des universités Rice et Carnegie Mellon et de Blackrock Microsystems pour développer des composants bioélectroniques.

En combinant la biologie de synthèse et la bioélectronique, l’équipe créera des cellules qui produiront les mêmes peptides que ceux fabriqués par l’organisme pour réguler les cycles du sommeil, en ajustant précisément le moment et la dose grâce à des commandes bioélectroniques. Lorsque les cellules modifiées seront exposées à la lumière, elles produiront des thérapies peptidiques dosées avec précision.

« Ce système de contrôle nous permet de délivrer un peptide d’intérêt à la demande, directement dans la circulation sanguine », a déclaré Jonathan Rivnay, de Northwestern, chercheur principal du projet. « Pas besoin de transporter des médicaments, pas besoin d’injecter des produits thérapeutiques et – en fonction de la durée de vie du dispositif – pas besoin de le recharger. C’est comme une pharmacie implantable sur une puce qui ne s’épuise jamais ».

Rivnay est professeur adjoint de génie biomédical à la McCormick School of Engineering de Northwestern. Les autres membres de l’équipe interdisciplinaire de Northwestern sont les professeurs Fred W. Turek, Martha Hotz Vitaterna, Josiah Hester, Guillermo Ameer, Peng Jiang et Phyllis C. Zee – représentant le Weinberg College of Arts and Sciences, McCormick et Feinberg School of Medicine.

« C’est comme une pharmacie implantable sur une puce qui ne s’épuise jamais. Plus besoin de transporter des médicaments, plus besoin d’injecter des produits thérapeutiques et – en fonction de la durée de vie du dispositif – plus besoin de le recharger. »

Jonathan Rivnay
ingénieur biomédical

Au-delà du contrôle des rythmes circadiens, les chercheurs pensent que cette technologie pourrait être modifiée pour libérer d’autres types de thérapies avec un timing et un dosage précis pour potentiellement traiter la douleur et les maladies. Le programme DARPA aidera également les chercheurs à mieux comprendre les cycles veille/sommeil en général.

« Les expériences menées dans le cadre de ces études permettront de mieux comprendre comment l’organisation circadienne interne est maintenue », a déclaré Turek, qui codirige l’équipe chargée du sommeil avec Vitaterna. « Ces connaissances conduiront à de nouvelles approches thérapeutiques pour les troubles du sommeil ainsi que pour de nombreux autres troubles physiologiques et mentaux, y compris ceux associés au vieillissement où il y a souvent une rupture spontanée de l’organisation temporelle. »

Les membres d’autres institutions sont Doug Weber, Tzahi Cohen-Karni, Darcy Griffin, Carl Olson et Matt Smith de la CMU ; Karrie Fitzpatrick de l’Université du Minnesota ; Omid Veiseh, Jacob Robinson, Isaac Hilton, Kaiyuan Yang et Caleb Kemere de l’Université Rice ; Florian Solzbacher de l’Université de l’Utah ; et Rob Franklin de Blackrock Microsystems.