Le bronchospasme est une contraction brusque et involontaire des muscles lisses des bronches distales. S’il survient surtout chez personnes souffrant de maladies respiratoires comme l’asthme ou la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), il peut également frapper les gens sans souci de santé particulier, notamment les fumeurs. Ce phénomène très complexe est difficilement étudiable par les chercheurs, le système respiratoire humain ne pouvant pas être modélisé dans les études animales. Toutefois, en mettant au point un micro-dispositif imitant le comportement des voies respiratoires humaines, des chercheurs viennent de réussir à comprendre le fonctionnement du bronchospasme. Les résultats de leur étude sont parus dans l’édition de juillet de la revue Nature Biomedical Engineering.
Pour analyser les signaux biochimiques et mécaniques se produisant entre les cellules pendant les spasmes, des chercheurs de Rutgers et d’autres établissements ont créé un micro-dispositif de la taille d'un millième d'un cheveu humain. Celui-ci contient des cellules de poumons sains et asthmatiques capables d’imiter la fonction d'un poumon à un niveau cellulaire.
En déclenchant un bronchospasme sur l’appareil, ils ont découvert que la contraction initiale entraîne la sécrétion de composés de type hormonal pouvant induire une constriction supplémentaire ou au contraire détendre le spasme. Chez les asthmatiques, le muscle lisse entourant les voies respiratoires est plus réactif et se contracte plus facilement pour répondre à des stimuli comme les allergènes. Cela entraîne des spasmes bronchiques prolongés, une respiration soufflante et un essoufflement.
"Un outil de dépistage important pour le développement de nouveaux médicaments"
L’induction d’un deuxième déclencheur asthmatique lors d’un spasme bronchique à un moment précis entraîne le relâchement du muscle lisse et l’arrêt du spasme, ont-ils également découvert.
Les traitements pour guérir le bronchospasme n’ont pas changé au cours des cinquante dernières années, rappellent les chercheurs. Et s’ils fonctionnent pour la plupart des gens, ils ne sont pas efficaces à 100%, note Reynold Panettieri, directeur de l’Institut Rutgers pour la médecine et la science translationnelles.
"Le micro-dispositif nous a permis d'approfondir la façon dont les cellules individuelles interagissent les unes avec les autres en relation avec la contraction musculaire lisse dans une variété de maladies pulmonaires", explique-il. Et de conclure : "Pouvoir étudier la mécanique au niveau unicellulaire et voir des milliers de cellules simultanément peut être un outil de dépistage important pour le développement de nouveaux médicaments pour les personnes atteintes d'asthme qui ne répondent pas au traitement actuel".
15% des asthmatiques ne ressentent pas leurs bronchospasmes
Aujourd’hui, le bronchospasme se traite à l'aide de bronchodilatateurs. Ces médicaments à inhaler se fixent sur les muscles entourant les poumons pour les détendre. Cela diminue la pression exercée, ce qui permet d'éviter des bronchospasmes violents et de réduire l'apparition de mucus dans les bronches. Dans les cas où le patient souffre trop régulièrement de bronchospasmes, il arrive que les médecins l’opèrent. On parle alors de trachéotomie : l’ouverture forcée et chirurgicale d’une bronche.
Le plus souvent, les personnes touchées souffrent d’asthme. On estime d’ailleurs que 15% des asthmatiques ne perçoivent quasiment pas leurs bronchospasmes, tant ils ont l’habitude que leurs débits respiratoires soient obstrués. Il se peut toutefois que des fumeurs réguliers, des personnes trop exposées à la pollution, aux poussières ou à un climat humide, soient concernées par cette insuffisance respiratoire sévère.
Si le patient est très faible au moment des contractions, ces dernières pourront avoir de graves conséquences. Parmi elles, un évanouissement ou un coma, une crise panique, des tremblements, ou encore une hypoxie (insuffisance de l'apport en oxygène). Pire encore, si le bronchospasme survient lors d’une anesthésie, l’effet des médicaments pourra entraîner un arrêt respiratoire.