L'EPFZ invente un gel qui réduit les effets nocifs de l'alcool

Des chercheurs de l'EPFZ ont développé un gel à base de fibrilles de protéines de lactosérum qui utilise des atomes de fer individuels pour transformer l'alcool présent dans l'intestin en acide acétique inoffensif avant qu'il ne pénètre dans la circulation sanguine. Ils ont montré que chez la souris, ce gel réduit le taux d'alcoolémie jusqu'à 50 % et protège le corps des dommages.

Bien que des tests supplémentaires soient nécessaires avant que le gel puisse être utilisé chez l'homme, les chercheurs sont convaincus que ceux-ci seront un succès et ont déjà déposé une demande de brevet pour le gel.

La majeure partie de l'alcool pénètre dans la circulation sanguine via la muqueuse de l'estomac et des intestins. Avec pour conséquence que même de petites quantités d'alcool altèrent la capacité de concentration et de réaction, augmentant ainsi le risque d'accident. Boire régulièrement de grandes quantités est nocif pour la santé: les conséquences courantes incluent des maladies du foie, une inflammation du tractus gastro-intestinal et le cancer. Selon l'OMS, environ 3 millions de personnes meurent chaque année à cause d'une consommation excessive d'alcool.

Les chercheurs de l'EPFZ ont développé un gel protéique qui décompose l'alcool dans le tractus gastro-intestinal. Dans une étude publiée dans «Nature Nanotechnology», ils montrent que chez la souris, le gel convertit l'alcool rapidement, efficacement et directement en acide acétique inoffensif avant qu'il ne pénètre dans la circulation sanguine, où il développerait normalement ses effets intoxicants et nocifs.

«Le gel déplace la dégradation de l’alcool du foie vers le tube digestif. Contrairement à la métabolisation de l'alcool dans le foie, aucun acétaldéhyde nocif n'est produit comme produit intermédiaire», explique le professeur Raffaele Mezzenga du Laboratoire des aliments et des matériaux souples de l'EPFZ. L'acétaldéhyde est toxique et responsable de nombreux problèmes de santé causés par une consommation excessive d'alcool.

À l’avenir, le gel pourrait être pris par voie orale avant ou pendant la consommation d’alcool pour éviter que le taux d’alcool dans le sang n’augmente et que l’acétaldéhyde n’endommage l’organisme. Contrairement à de nombreux produits disponibles sur le marché, le gel combat non seulement les symptômes d'une consommation nocive d'alcool, mais aussi ses causes.

Cependant, le gel n’est efficace que tant qu’il reste de l’alcool dans le tractus gastro-intestinal. Cela signifie qu’il ne peut pas faire grand-chose pour lutter contre l’intoxication alcoolique, une fois que l’alcool est passé dans la circulation sanguine. Cela ne contribue pas non plus à réduire la consommation d’alcool en général. «Il est plus sain de ne pas boire d'alcool du tout. Cependant, le gel pourrait être particulièrement intéressant pour les personnes qui ne veulent pas abandonner complètement l'alcool, mais qui ne veulent pas mettre leur corps à rude épreuve et qui ne recherchent pas activement les effets de l'alcool », explique Mezzenga.

Les chercheurs ont utilisé des protéines de lactosérum ordinaires pour produire le gel. Ils les ont fait bouillir pendant plusieurs heures pour former de longues et fines fibrilles. L’ajout de sel et d’eau comme solvant provoque ensuite la réticulation des fibrilles et la formation d’un gel. L'avantage d'un gel par rapport aux autres systèmes d'administration est qu'il est digéré très lentement. Mais pour décomposer l’alcool, le gel a besoin de plusieurs catalyseurs.

Les chercheurs ont utilisé des atomes de fer individuels comme catalyseur principal, qu'ils ont répartis uniformément sur la surface des longues fibrilles protéiques. «Nous avons immergé les fibrilles dans un bain de fer, pour ainsi dire, afin qu'elles puissent réagir efficacement avec l'alcool et le transformer en acide acétique», explique Jiaqi Su, chercheur à l'EPFZ et premier auteur de l'étude.

De petites quantités de peroxyde d’hydrogène sont nécessaires pour déclencher cette réaction dans l’intestin. Ceux-ci sont générés par une réaction en amont entre des nanoparticules de glucose et d’or. L'or a été choisi comme catalyseur du peroxyde d'hydrogène, car le métal précieux n'est pas digéré et reste donc efficace plus longtemps dans le tube digestif. Les chercheurs ont emballé toutes ces substances dans le gel. Cela a abouti à une cascade de réactions enzymatiques en plusieurs étapes qui convertissent finalement l’alcool en acide acétique.

Le gel fonctionne chez la souris

Les chercheurs ont testé l’efficacité du nouveau gel sur des souris ayant reçu de l’alcool une seule fois ainsi que sur des souris ayant reçu de l’alcool régulièrement pendant dix jours. Trente minutes après l'administration d'une dose unique d'alcool, le gel a réduit le taux d'alcool chez les souris de 40%. Cinq heures après la consommation d'alcool, leur taux d'alcoolémie avait chuté jusqu'à 56% par rapport au groupe témoin. L'acétaldéhyde nocif s'est moins accumulé chez ces souris et elles ont présenté des réactions de stress considérablement réduites dans leur foie, ce qui s'est reflété dans de meilleures valeurs sanguines.

Chez les souris ayant reçu de l'alcool pendant dix jours, les chercheurs ont pu démontrer non seulement un taux d'alcool plus faible, mais également un effet thérapeutique durable du gel: les souris ayant reçu quotidiennement le gel en plus de l'alcool ont montré une perte de poids nettement inférieure, moins de dommages au foie et donc un meilleur métabolisme des graisses dans le foie ainsi que de meilleures valeurs sanguines. D'autres organes des souris, comme la rate ou l'intestin, ainsi que leurs tissus, ont également montré beaucoup moins de dommages causés par l'alcool.

Dans une étude antérieure sur l’administration de fer par l’intermédiaire de fibrilles de protéines de lactosérum, les chercheurs avaient découvert que le fer réagissait avec l’alcool pour former de l’acide acétique. Ce processus étant à l’époque trop lent et trop inefficace, ils ont modifié la forme sous laquelle ils attachaient le fer aux fibrilles protéiques. «Au lieu d'utiliser des nanoparticules plus grosses, nous avons opté pour des atomes de fer individuels, qui peuvent être répartis plus uniformément à la surface des fibrilles et donc réagir plus efficacement et plus rapidement avec l'alcool», explique Mezzenga.

Les chercheurs ont déjà déposé une demande de brevet pour le gel. Même si plusieurs tests cliniques sont encore nécessaires avant de pouvoir l'autoriser pour un usage humain, les chercheurs sont convaincus que cette étape sera également couronnée de succès, puisqu'ils ont déjà montré que les fibrilles de protéines de lactosérum qui composent le gel sont comestibles.