Projet ANR-14-CE16-0007 – PLASMAREGEN : Régénération cutanée induite par des plasmas froids atmosphériques au travers d'une production contrôlée d’espèces réactives
Programme : Innovation biomédicale (DS0404) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Madame Valérie PLANAT-BENARD (UMR 5373 CNRS, Université P.Sabatier (UPS), EFS, Inserm U1031)
Partenaires : TPE; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 596180.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 54 mois
Résumé : En dépit de progrès considérables, la cicatrisation de plaies cutanées reste un problème majeur de santé publique. Suite à une lésion la peau met en place une réponse finement orchestrée qui intègre des évènements biologiques et moléculaires complexes pour aboutir le plus rapidement possible à une réparation par cicatrisation, et non par régénération. Les recherches actuelles dans le domaine visent à élucider les voies de signalisations intrinsèques qui pourraient conduire à la régénération tissulaire. Cependant, les facteurs impliqués et la meilleure compréhension des réponses cellulaires et moléculaires impliquées n’ont pas encore permis d’accéder à un processus qui éviterait la formation de cicatrices. De plus, la prise en charge des plaies pathologiques et chroniques manque de solutions innovantes et de thérapies satisfaisantes. Ces dernières années ont vu l’adaptation de la technologie des plasmas atmosphériques froids (CAPs) au domaine médical, avec des applications diverses telles que la décontamination et la stérilisation basée sur une activité bactéricide du plasma résultant même sur des essais encourageants de traitements visant à réduire la charge bactérienne de plaies infectées, avec un possible effet positif sur la cicatrisation, mais aussi pour le traitement des tumeurs en inhibant la formation de métastases et en induisant la mort des cellules cancéreuses. Toutefois, à ce jour, seules quelques observations issues d'essais cliniques sont rapportées chez l'homme, sans production préalable de données précliniques solides ou d’explication quant au mode d’action sous-jacent des CAPs.
En physique, les CAPs se réfèrent aux plasmas non thermiques, correspondant à des gaz partiellement ionisés provenant de décharges électriques spécifiques. Des mécanismes de collision dans le milieu gazeux conduisent à la formation de nombreuses espèces avec une grande réactivité: des électrons, des ions, des particules neutres, de nombreux états excités, des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de l'azote (RNS), y compris des photons depuis l'UV au domaine IR. Selon les connaissances actuelles, les mécanismes physiques et chimiques (causés par les espèces réactives, les radicaux libres, les charges, les photons UV) et les mécanismes biologiques (tels que les dommages à l'ADN et aux membranes) semblent responsables de  l’inactivation et de la mort des bactéries. Toutefois, les espèces réactives générées à partir des plasmas ne sont pas totalement maitrisées et identifiées, pas plus que la compréhension de leur mécanisme d'action dans les cellules vivantes de mammifères. Par conséquent, une connaissance approfondie des effets cellulaires des plasmas est nécessaire pour élaborer des stratégies novatrices, et doit même être considérée comme un pré-requis à toute extension de l'utilisation des plasmas dans des thérapies médicales dans le but de contrôler et d'optimiser leur efficacité tout en évitant tout effet adverse indésirable. 
Le projet PLASMAREGEN a pour but (i) d’améliorer la caractérisation des CAPs et comparer différents CAPs afin de qualifier le plus approprié pour des applications dans la cicatrisation cutanée, (ii) d'utiliser de nouveaux capteurs électrochimiques et approches méthodologiques pour détecter et mesurer les espèces réactives produites dans un milieu liquide, dans des cellules mais aussi dans des tissus après exposition aux CAPs, (iii) d’étudier les effets biologiques (toxicité) et les effets thérapeutiques (bénéfice) d’un traitement par plasma au niveau de la cellule, des tissus et dans un modèle animal de cicatrisation cutanée. Notre projet combine des approches multidisciplinaires à l'interface de la physique, de la chimie et de la biologie afin de produire des avancées majeures dans la compréhension de l'action des plasmas au niveau moléculaire, cellulaire et intégré in vivo, pour ouvrir sur de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement de plaies normales et pathologiques.