En cas d'insuffisance pulmonaire, il serait peut-être possible d'utiliser les intestins pour respirer. Les premières études étaient prometteuses.
Takanori Takebe est notamment directeur de l'innovation commerciale au Centre de recherche et de médecine des cellules souches et des organoïdes (CuSTOM) de l'hôpital pour enfants de Cincinnati, où il occupe également la chaire de médecine des organoïdes.
Médecin et biologiste spécialisé dans les cellules souches, il consacre l'essentiel de son temps au développement de foies cultivés en laboratoire pour traiter les insuffisances organiques.
Il y a quelques années, un poisson curieux, ressemblant à une anguille, la loche épineuse, a attiré son attention. Ce poisson d'eau douce benthique peut se retrouver occasionnellement dans des eaux appauvries en oxygène. Dans ce cas, il complète sa respiration branchiale en avalant de l'air à la surface de l'eau et en le transférant directement dans ses intestins.
Cette approche pourrait s'avérer utile en cas d'insuffisance respiratoire.
« De nombreuses affections peuvent mettre la vie en danger, car elles altèrent la capacité des poumons à oxygéner le sang », explique Takebe dans le magazine en ligne de l'hôpital pour enfants de Cincinnati.
« Parmi celles-ci figurent les lésions ou inflammations des voies respiratoires, les pneumonies avec œdème pulmonaire, et bien d'autres. Pendant la pandémie de COVID-19, de nombreux patients sont également décédés en raison de la pénurie mondiale de respirateurs. »
Selon Takebe, la ventilation entérale pourrait constituer une alternative importante pour l'oxygénation. « Des études complémentaires sont nécessaires, mais nos premières recherches indiquent que notre système de ventilation est capable de prendre en charge les patients souffrant d'insuffisance respiratoire aiguë. »
Le concept de « respiration par récepteur » repose sur l'administration d'un liquide (un perfluorocarbone) enrichi en oxygène, bien plus que l'eau. Administré par voie rectale, ce liquide permet à l'intestin grêle d'absorber l'oxygène et de le transférer directement dans le sang, à la manière d'un lavement.
Lors d'expériences menées sur des souris et des porcs, des lavements de ce liquide hautement oxygéné ont permis aux animaux de survivre à des périodes de forte hypoxie. Chez les porcs, une dose de 400 millilitres a augmenté le taux d'oxygène dans le sang pendant environ 19 minutes.
Premiers essais cliniques chez l'humain
Des essais complémentaires menés sur des porcs, publiés en 2023, ont démontré que la saturation en oxygène de ces animaux pouvait être améliorée pendant une demi-heure grâce à cette méthode.
Des chercheurs ont maintenant étudié l'innocuité de la respiration rectale chez l'humain. Au Japon, 27 volontaires masculins en bonne santé ont reçu chacun une dose de perfluorodécaline non oxygénée par voie anale et ont été invités à la retenir pendant une heure. Le plus petit groupe a reçu 25 millilitres, le plus grand 1,5 litre – la quantité maximale autorisée pour les produits de contraste utilisés lors des radiographies du tube digestif.
Quatre des six hommes du groupe ayant reçu 1,5 litre ont dû interrompre prématurément le traitement en raison de douleurs abdominales. Cependant, la plupart des participants ayant reçu jusqu'à 1 litre ont bien toléré le liquide, hormis des ballonnements et une légère gêne abdominale, rapporte l'équipe de Takebe.
Des études complémentaires sont nécessaires pour tester et améliorer le système d'administration, notamment pour les patients présentant différentes situations. Ces études visent à déterminer la quantité d'oxygène pouvant être administrée de manière fiable, sur quelle période cela est possible et si l'administration présente des risques inattendus.
Avec son concept de la ventilation par l’anus, pour combattre l’insuffisance respiratoire, le Dr Takebe a été déjà récompensé par le prix Ig Nobel de physiologie en 2024.