Résumé: L’exposition à la lumière rouge de grande longueur d’onde a considérablement réduit la formation de caillots sanguins dans les études sur la souris et sur l’homme. La lumière rouge était associée à une inflammation plus faible, à une activation réduite du système immunitaire et à moins de mécanismes favorisant la formation de caillots, tels que les pièges extracellulaires des neutrophiles (NET) et l’activation des plaquettes.
Les chercheurs développent des interventions basées sur la lumière rouge, telles que des lunettes, pour explorer des applications thérapeutiques potentielles. Si elle est vérifiée par des essais cliniques, cette approche pourrait révolutionner la prévention des caillots et sauver des millions de vies.
Faits clés :
- Réduction du caillot : Les souris exposées à la lumière rouge présentaient cinq fois moins de caillots sanguins que celles exposées à la lumière bleue ou blanche.
- Mécanisme: La lumière rouge réduit l’inflammation et l’activation des plaquettes, facteurs clés de la formation de caillots.
- Connexion humaine : Les patients atteints de cancer portant des lentilles filtrant la lumière bleue présentaient également des risques moindres de caillot sanguin.
Les humains et les souris exposés à la lumière rouge de grande longueur d’onde présentaient des taux plus faibles de caillots sanguins pouvant provoquer des crises cardiaques, des lésions pulmonaires et des accidents vasculaires cérébraux, selon une étude menée par l’École de médecine de l’Université de Pittsburgh et des chirurgiens-scientifiques de l’UPMC et publiée aujourd’hui dans la revue. Journal de Thrombose et Hémostase.
Les résultats, qui doivent être vérifiés par des essais cliniques, ont le potentiel de réduire les caillots sanguins dans les veines et les artères, qui sont les principales causes de décès évitables dans le monde.
L’équipe a observé que l’exposition à la lumière rouge est associée à moins d’inflammation et d’activation du système immunitaire. Crédit : Actualités des neurosciences
“La lumière à laquelle nous sommes exposés peut modifier nos processus biologiques et notre santé”, a déclaré l’auteur principal Elizabeth Andraska, MD, professeur adjoint de chirurgie au centre de recherche en traumatologie et médecine transfusionnelle de Pitt et résident en chirurgie vasculaire à l’UPMC. “Nos résultats pourraient conduire à une thérapie relativement peu coûteuse qui bénéficierait à des millions de personnes.”
Les scientifiques associent depuis longtemps l’exposition à la lumière aux conséquences sur la santé. Le lever et le coucher du soleil sont à la base du métabolisme, de la sécrétion hormonale et même de la circulation sanguine, et les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux sont plus susceptibles de se produire le matin que la nuit. Andraska et ses collègues se sont demandés si la lumière pouvait avoir un impact sur les caillots sanguins responsables de ces conditions.
Pour tester cette idée, l’équipe a exposé des souris à 12 heures de lumière rouge, bleue ou blanche, suivies de 12 heures d’obscurité, selon un cycle de 72 heures. Ils ont ensuite recherché des différences dans les caillots sanguins entre les groupes.
Les souris exposées à la lumière rouge avaient près de cinq fois moins de caillots que les souris exposées à la lumière bleue ou blanche. L’activité, le sommeil, l’alimentation, le poids et la température corporelle sont restés les mêmes entre les groupes.
L’équipe a également analysé les données existantes sur plus de 10 000 patients ayant subi une opération de la cataracte et ayant reçu soit des lentilles conventionnelles transmettant tout le spectre visible de la lumière, soit des lentilles filtrant la lumière bleue, qui transmettent environ 50 % de lumière bleue en moins.
Ils ont découvert que les patients atteints de cancer qui recevaient des lentilles filtrant la lumière bleue présentaient un risque plus faible de caillots sanguins que leurs homologues portant des lentilles conventionnelles. Ceci est particulièrement remarquable car les patients atteints de cancer courent neuf fois plus de risques de formation de caillots sanguins que les patients non cancéreux.
“Ces résultats dévoilent un mystère fascinant sur la façon dont la lumière à laquelle nous sommes exposés quotidiennement influence la réponse de notre corps aux blessures”, a déclaré l’auteur principal Matthew Neal, MD, professeur de chirurgie, Watson Fund in Surgery Chair et co- directeur du Centre de recherche en traumatologie et médecine transfusionnelle à Pitt et chirurgien traumatologue à l’UPMC.
« Nos prochaines étapes consistent à comprendre pourquoi, biologiquement, cela se produit et à tester si l’exposition des personnes présentant un risque élevé de caillots sanguins à davantage de lumière rouge réduit ce risque. Aller au fond de notre découverte a le potentiel de réduire massivement le nombre de décès et d’invalidités causés par des caillots sanguins dans le monde.
L’étude récemment publiée indique que la voie optique est essentielle : la longueur d’onde de la lumière n’a eu aucun impact sur les souris aveugles, et l’éclairage direct sur le sang n’a pas non plus provoqué de modification de la coagulation.
L’équipe a observé que l’exposition à la lumière rouge est associée à moins d’inflammation et d’activation du système immunitaire. Par exemple, les souris exposées à la lumière rouge présentaient moins de pièges extracellulaires à neutrophiles – judicieusement abrégés en « NET » – qui sont des structures en forme de toile créées par les cellules immunitaires pour piéger les micro-organismes envahisseurs. Ils piègent également les plaquettes, ce qui peut entraîner la formation de caillots.
Les souris exposées à la lumière rouge présentaient également une production accrue d’acides gras, ce qui réduit l’activation plaquettaire. Étant donné que les plaquettes sont essentielles à la formation de caillots, cela entraîne naturellement une moindre formation de caillots.
Comprendre comment la lumière rouge déclenche des changements réduisant le risque de coagulation pourrait également mettre les scientifiques sur la voie de meilleurs médicaments ou thérapies qui pourraient être plus puissants et plus pratiques pour les patients qu’une exposition continue à la lumière rouge.
En préparation des essais cliniques, l’équipe développe des lunettes à lumière rouge pour contrôler la quantité d’exposition à la lumière que reçoivent les participants à l’étude et enquêter sur ceux qui pourraient le plus bénéficier de la lumière rouge.
Les autres auteurs de cette recherche sont Frederik Denorme, Ph.D., Robert Campbell, Ph.D. et Matthew R. Rosengart, MD, tous de l’Université de Washington à St. Louis ; Christof Kaltenmeier, MD, Aishwarrya Arivudainabi, Emily P. Mihalko, Ph.D., Mitchell Dyer, MD, Gowtham K. Annarapu, Ph.D., Mohammadreza Zarisfi, MD, Patricia Loughran, Ph.D., Mehves Ozel, MD , Kelly Williamson, Ph.D., Roberto Mota-Alvidrez, MD, Sruti Shiva, Ph.D., Susan Shea, Ph.D. et Richard A. Steinman, MD, Ph.D., tous de Pitt ; et Kimberly Thomas, Ph.D., du Vitalant Research Institute.
Financement: Cette recherche a été financée par les subventions des National Institutes of Health R35GM119526, K01AG059892, R01HL163019, R01GM147121, R01GM145674, T32HL98036 et S10OD028483, du Center for Research Computing de l’Université de Pittsburgh, du National Center for Research Resources Shared Instrumentation. 1S10OD016232-01, 1S10OD018210-01A1 et 1S10OD021505-01, prix 2021Post830138 de l’American Heart Association et prix institutionnel médecin-scientifique du Burroughs Wellcome Fund.
À propos de cette actualité de la recherche en neurotechnologies et neurologie
Recherche originale : Accès libre.
“Les modifications de l’exposition à la lumière visible modulent la fonction plaquettaire et régulent la formation de thrombus» par Elizabeth Andraska et al. Journal de Thrombose et Hémostase
Abstrait
Les modifications de l’exposition à la lumière visible modulent la fonction plaquettaire et régulent la formation de thrombus
Arrière-plan
Les variations d’exposition à la lumière sont associées à des changements dans l’inflammation et la coagulation. L’impact des spectres lumineux sur la thrombose veineuse (TV) et la thrombose artérielle est largement inexploré.
Objectifs
Étudier l’impact de la modification du spectre lumineux sur la fonction plaquettaire en cas de thrombose.
Méthodes
Des souris C57BL/6J de type sauvage ont été exposées à la lumière ambiante (souris blanche, 400 lux), bleue (souris bleue, 442 nm, 1 400 lux) ou rouge (souris, 617 nm, 1 400 lux) avec un cycle lumière/obscurité de 12 h 12. pendant 72 heures. Après 72 heures d’exposition à la lumière, l’agrégation plaquettaire, l’activation, les changements transcriptomiques et métabolomiques ont été mesurés.
La capacité des produits libérés de l’activation plaquettaire à induire la formation de pièges extracellulaires neutrophiles générant une thrombose a été quantifiée. La thrombose ultérieure a été mesurée à l’aide de modèles murins de TV et d’accident vasculaire cérébral.
Pour traduire nos résultats chez les patients humains, les patients atteints de cataracte filtrant la lumière ont été évalués sur une période de 8 ans pour déterminer le taux de thromboembolie veineuse avec une régression logistique multivariable regroupée par hôpital.
Résultats
L’exposition à la lumière rouge de grande longueur d’onde a entraîné une réduction de l’agrégation et de l’activation des plaquettes. L’analyse ARN-seq n’a démontré aucun changement transcriptomique significatif entre mousered et mousewhite.
Cependant, il y avait des changements métabolomiques globaux dans les plaquettes provenant de souris par rapport à celles de souris blanches. La libération des plaquettes activées a entraîné une réduction de la formation de pièges extracellulaires pour les neutrophiles. Micered a également présenté une réduction du poids de la TV et de la taille de l’infarctus cérébral à la suite d’un accident vasculaire cérébral.
Lors de l’analyse de sous-groupes de patients atteints de cataracte, les patients ayant des antécédents de cancer présentaient un risque à vie plus faible de thromboembolie veineuse après l’implantation de lentilles filtrant la lumière de faible longueur d’onde.
Conclusion
La luminothérapie peut constituer une approche prometteuse de la prophylaxie du thrombus en ciblant spécifiquement l’intersection entre la fonction immunitaire innée et la coagulation.
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