Preuve de concept biomédical
| Shen J1, Fu W1, Wei W1, Qian C1, Ni G2, Zhu D1. GO-aptamer hydrogel microneedle sensors for the on-site detection of exosomes in interstitial fluid on acupuncture treatment. Biosens Bioelectron. 2025 Jul 15;280:117426. [1] |
2Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing, 210002, PR China.
L'étude
Objectif de l’étude
Concevoir un dispositif pour détecter en temps réel la réponse biologique à l’acupuncture par l’analyse des exosomes du liquide interstitiel cutané sans recours au prélèvement sanguin.
Innovation technologique
Les auteurs mettent au point un capteur à aiguilles micrométriques en hydrogel intégrant du graphène et des aptamères fluorescents dirigés contre les exosomes.
- Le capteur se présente sous la forme d’une matrice régulière d’environ 5 mm de côté, constituée d’aiguilles en forme de pyramide, chacune mesurant environ 800 μm de hauteur, 400 μm de largeur à la base et 35 μm de diamètre à la pointe, conçues pour pénétrer les couches superficielles de la peau sans effraction significative (encadré).
- Le capteur utilise des aptamères spécifiquement dirigés contre la protéine CD63 un marqueur caractéristique des exosomes.
- Lorsqu'un exosome se fixe à l’aptamère le signal fluorescent est restauré permettant une détection directe dans le liquide interstitiel.
- Le dispositif est conçu pour ne pas réagir aux autres substances biologiques présentes dans la peau, garantissant ainsi la spécificité de la détection.
Conception et utilisation du capteur à aiguilles micrométriques (Shen J et al. 2025)
Observation des microaiguilles :
Vue agrandie de la matrice de microaiguilles obtenue par micro-moulage, conçues pour perforer légèrement la peau et accéder au liquide interstitiel cutané.
Fabrication du capteur (Partie A) :
Formation du capteur par moulage d’un gel composite (alginate-oxyde de graphène-aptamères) suivi d'une centrifugation, d'un séchage et d'un démoulage.
Application et détection (Partie B) :
Application du capteur sur la peau après acupuncture sur 36E. La fluorescence augmente proportionnellement à la capture des exosomes dans le liquide interstitiel.
Protocole
Le dispositif est évalué dans un modèle de dyspepsie fonctionnelle induite par stress répété chez le rat.
- Le capteur à aiguilles micrométriques est appliqué au niveau cutané dans la région dorsale des rats.
- Une séance d’acupuncture est réalisée au point 36E.
- La fluorescence du capteur est mesurée avant et après la séance afin d’évaluer la variation immédiate de la libération d’exosomes.
- La dysfonction digestive est évaluée par la vidange gastrique, la motilité intestinale et les taux plasmatiques de gastrine, motiline, VIP et leptine.
Résultats
- Une augmentation nette du signal fluorescent est observée après acupuncture réelle traduisant une libération accrue d’exosomes.
- Aucun signal comparable n’est détecté après fausse acupuncture.
- En parallèle une amélioration de la vidange gastrique, de la motilité intestinale et des taux hormonaux digestifs est constatée.
Commentaires
Une détection immédiate de l’effet biologique de l'acupuncture
Cette étude introduit une méthode nouvelle pour détecter de manière immédiate et non invasive la réponse biologique induite par l’acupuncture, alors que les approches classiques reposent sur des prélèvements sanguins suivis d’analyses en laboratoire, souvent longues, invasives ou techniquement complexes.
Le dispositif repose sur un capteur à aiguilles micrométriques incorporant des aptamères fluorescents spécifiquement dirigés contre la protéine CD63, un marqueur caractéristique des exosomes. Ce choix confère au dispositif une spécificité élevée et permet une détection localisée et immédiate de la libération d’exosomes au niveau cutané.
Si des dispositifs à aiguilles micrométriques avaient été explorés pour le ciblage de biomarqueurs exosomaux, notamment dans le diagnostic précoce de certains cancers, leur utilisation pour détecter en temps réel une réponse thérapeutique restait, à notre connaissance, inédite. Cette étude illustre comment la recherche biomédicale appliquée à l’acupuncture peut générer de nouveaux outils conceptuels et technologiques pour l’évaluation des réponses thérapeutiques.
Les exosomes
Les exosomes sont de petites vésicules extracellulaires, d’un diamètre compris entre 30 et 150 nanomètres, sécrétées par la majorité des cellules de l’organisme. Ils se forment à l’intérieur d’endosomes multivésiculaires puis sont libérés dans le milieu extracellulaire par exocytose. Leur membrane lipidique contient des protéines spécifiques telles que CD63, des tetraspanines ou des intégrines, tandis que leur contenu interne est constitué de protéines, d’ARN messagers, de microARN, d’ADN mitochondrial et d’autres molécules régulatrices.
Les exosomes jouent un rôle essentiel dans la communication intercellulaire, en assurant le transfert de signaux biologiques capables de moduler l’activité de cellules cibles, localement ou à distance. Ils interviennent dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques notamment l’inflammation, la réparation tissulaire, la modulation immunitaire, la neuroprotection et l’angiogenèse.
Dans l’étude analysée la stimulation du point 36E entraîne une libération d’exosomes dont la détection est réalisée dans le liquide interstitiel de la peau dorsale. La présence d’exosomes à ce site pourrait résulter d’une production locale par les cellules cutanées ou sous-cutanées ou refléter une libération systémique suivie d’une diffusion vers la zone de détection. Dans les deux cas, leur identification au niveau cutané témoigne d'une réponse biologique induite à distance du point stimulé. Les cellules cibles possibles des exosomes incluent les neurones sensitifs ou entériques, les cellules immunitaires tissulaires, les cellules endothéliales et les cellules de la paroi digestive.
Cycle fonctionnel des exosomes : après leur formation dans les endosomes multivésiculaires, les exosomes sont libérés dans le milieu extracellulaire puis captés par les cellules cibles, soit par endocytose, soit par fusion membranaire, permettant le transfert de molécules actives vers des cellules proches ou distantes.
Les exosomes dans le mécanisme de l’acupuncture
De nombreuses recherches expérimentales ont exploré la participation des exosomes aux effets biologiques de l’acupuncture. Le tableau suivant présente les principales données disponibles à ce jour [2-13].
| Auteur(s) / Année | Type d'étude | Pathologie / Modèle animal / Humain | Résultat principal | Affiliation du premier auteur |
|---|---|---|---|---|
| Klein et al., 2018 | 🐀 rat | Fonction rénale et musculaire | L’électroacupuncture stimule la production d’exosomes porteurs du miR-181, améliorant le flux sanguin rénal et la fonction musculaire. | Emory University, Atlanta, USA |
| Zhang et al., 2020 | 🐀 rat | Ischémie cérébrale | L’électroacupuncture favorise la différenciation des cellules souches neuronales via le microARN exosomal miR-146b, améliorant les déficits neurologiques. | Fujian University of Traditional Chinese Medicine, China |
| Zou et al., 2021 | 🐀 rat | BPCO / Emphysème pulmonaire | L’acupuncture réduit la libération d’exosomes inflammatoires dans les maladies pulmonaires chroniques. | Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, China |
| Liu et al., 2022 | 🐀 rat | Lésion du nerf sciatique | L’électroacupuncture favorise la récupération nerveuse en stimulant la libération d’exosomes enrichis en miR-21 qui facilitent la régénération axonale. | Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, China |
| Xu et al., 2022 | 🐀 rat | Ischémie cérébrale / Angiogenèse | L’électroacupuncture stimule l’angiogenèse cérébrale en augmentant la libération d’exosomes enrichis en miR-210 après ischémie-reperfusion. | Zhejiang Chinese Medical University, China |
| Liang et al., 2023 | 🐀 rat | Lésion de la moelle épinière | L’électroacupuncture améliore la récupération motrice en augmentant la libération d'exosomes inhibant l'inflammation. | Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine, China |
| Liu et al., 2023 | 👤 humain | Migraine | Des signatures spécifiques de microARNs exosomaux circulants sont identifiées après acupuncture. | Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, China |
| Zhang et al., 2023 | 🐀 rat | Sepsis sévère | L’électroacupuncture stimule la production d’exosomes biologiquement actifs capables de moduler l'inflammation systémique, contribuant à une protection contre les effets du sepsis sévère. | Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, China |
| Chen et al., 2024 | 🐀 souris | Cardiomyopathie septique (LPS) | Les exosomes dérivés de l’électroacupuncture atténuent la cardiomyopathie septique via le transport du miR-381. | Guangzhou University of Chinese Medicine, China |
| Fan et al., 2024 | 🐀 rat | Dégénérescence discale | L'acupuncture module les exosomes dérivés de macrophages M1 ce qui ralentit la sénescence cellulaire dans la dégénérescence discale. | Soochow University, Suzhou, China |
| Ko et al., 2025 | 🐀 souris | Dépression induite par LPS | L’acupuncture modifie l’expression des microARNs véhiculés par les exosomes circulants, en lien avec la régulation de l’inflammation et des symptômes dépressifs. | Wonkwang University, Korea |
| Li et al., 2025 | 🐀 souris | Sepsis / lésion pulmonaire aiguë | Les exosomes sériques produits après électroacupuncture atténuent l'inflammation pulmonaire via la voie P2X7/NLRP3/NF-κB. | Xi'an Jiaotong University, Xi’an, China |
La notion d'acu-exo et de réseau biothérapique
Le réseau biothérapique de l'acupuncture
Dans la continuité des recherches explorant le rôle des exosomes dans les mécanismes d’action de l’acupuncture, Li et al. (2021 [14]) ont proposé un concept biomédical innovant : le modèle du réseau biothérapique de l’acupuncture (acupuncture network drug).
Ce modèle place au centre du mécanisme d’action de l'acupuncture l’ensemble des exosomes biologiquement actifs produits après stimulation d’un point d’acupuncture désignés sous le terme d’acu-exo. Ceux-ci assureraient une modulation locale initiale puis diffuseraient dans l’organisme pour contribuer à une régulation coordonnée des systèmes nerveux, immunitaire et endocrinien (encadré).
Ce modèle ouvre une nouvelle voie de recherche : celle d’une action de l’acupuncture médiée par des vecteurs biologiques circulants, isolables, capables de déclencher des réponses thérapeutiques à distance.
Les acu-exos, vecteurs de l'effet de l'acupuncture
Le rôle des exosomes comme vecteurs biologiques spécifiques de l’effet acupuncture est appuyé par plusieurs travaux expérimentaux. Le transfert d’exosomes extraits du sérum d’animaux traités par acupuncture a permis de reproduire chez des animaux receveurs des effets thérapeutiques comparables à ceux observés après stimulation directe (encadré). Ces résultats ont été obtenus dans différents modèles pathologiques notamment la lésion du nerf sciatique (Liu et al., 2022 [5]), l'ischémie cérébrale (Xu et al., 2022[6]), le sepsis sévère (Zhang et al., 2023 [9]) et l'atteinte pulmonaire aiguë associée au sepsis (Li et al., 2025 [13]).
La diversité du contenu moléculaire des acu-exos pourrait également constituer une base biologique pour expliquer la variété des réponses thérapeutiques observées sous acupuncture.
Vers des biothérapies acupuncture-like ?
La capacité des acu-exos à reproduire isolément les effets thérapeutiques de l'acupuncture ouvre la perspective de nouvelles stratégies biomédicales. Par leur nature biologique, leur stabilité, leur faible immunogénicité et leur capacité de ciblage tissulaire les acu-exos répondent à la définition d'une biothérapie entendue comme l'utilisation de produits biologiques pour agir sur les processus physiologiques ou pathologiques (encadré). Il devient ainsi possible d'envisager leur isolement, leur caractérisation et leur utilisation comme agents thérapeutiques autonomes capables de reproduire de manière ciblée les effets de l'acupuncture.
Cette approche introduit une inversion conceptuelle : au lieu d’expliquer l’acupuncture par analogie avec des substances pharmacologiques (« morphine-like », « sérotonine-like »), elle propose de définir de nouveaux agents thérapeutiques directement inspirés de l’action biologique induite par une intervention complexe comme l’acupuncture. D'une certaine manière les acu-exos peuvent être considérés comme des capsules biologiques aptes à reproduire et à prolonger les effets thérapeutiques induits par la stimulation d'un point d'acupuncture. Si la caractérisation précise des acu-exos devait aboutir il serait théoriquement possible d'envisager leur production industrielle contrôlée sur le modèle d'autres biothérapies à base d'exosomes.
Exemples de biothérapies :
- Anticorps monoclonaux : neutralisation ciblée d’une molécule biologique.
- Thérapies cellulaires : restauration d’une fonction tissulaire par greffe de cellules vivantes.
- Thérapies géniques : correction d’une anomalie génétique.
- Vaccins à ARN : induction d’une réponse immunitaire spécifique.
- Exosomes thérapeutiques : transfert de signaux régulateurs.
Les acu-exos : exosomes libérés après stimulation d’un point d’acupuncture s’inscrivent dans cette logique comme vecteurs biologiques capables de moduler à distance les réponses physiologiques.
Ciblage spatial des exosomes et spécificité des points
Dans la tradition médicale chinoise l’acupuncture est interprétée comme un moyen de diriger le qi vers les zones de déséquilibre ou de maladie. Le qi, une fois mobilisé sous l'aiguille, circule selon des trajets préférentiels — les méridiens — pour atteindre les organes internes (zangfu) et restaurer l'équilibre fonctionnel. Cette conception repose sur l'idée d'une distribution spatiale organisée de l'effet thérapeutique à travers le corps, en fonction d'itinéraires définis et d'affinités viscéro-méridiennes.
Le modèle biomédical des exosomes identifie parfaitement ces deux dimensions : un ciblage spatial précis et une action spécifique au niveau des tissus. La capacité des exosomes à se distribuer vers des tissus spécifiques repose sur les molécules exprimées à leur surface telles que les intégrines, les lectines et d'autres marqueurs membranaires. La membrane exosomale organise ainsi leur reconnaissance préférentielle avec certaines cellules cibles.
Ce mécanisme de ciblage spatial pourrait contribuer, sur un plan biomédical, à éclairer la spécificité topographique attribuée aux points d’acupuncture en résonance avec le modèle empirique d'organisation spatiale du corps (méridiens, zang/fu) proposé par la tradition médicale chinoise (Li et al., 2020 [15]).
- ✅ L'acupuncture induit la libération d'exosomes biologiquement actifs appelés acu-exos.
- ✅ Il est désormais possible de détecter cette réponse exosomale en temps réel au niveau cutané.
- ✅ Les exosomes pourraient représenter un des éléments clés dans les mécanismes d'action de l'acupuncture.
- ✅ Les expériences de transfert expérimental montrent que les acu-exos isolés peuvent reproduire une partie de l'effet thérapeutique de l'acupuncture.
- ✅ Un modèle de réseau biothérapique coordonné par l'acupuncture a été proposé plaçant les acu-exos au centre de la réponse thérapeutique en tant que vecteurs circulants dirigés vers des cibles spécifiques.
Dr Johan Nguyen & Dr Claude Pernice
Références
- Shen J, Fu W, Wei W, Qian C, Ni G, Zhu D. GO-aptamer hydrogel microneedle sensors for the on-site detection of exosomes in interstitial fluid on acupuncture treatment. Biosens Bioelectron. 2025 Jul 15;280:117426. https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117426
- Klein JD, Wang XH. Electrically stimulated acupuncture increases renal blood flow through exosome-carried miR-181. Am J Physiol Renal Physiol. 2018 Dec 1;315(6):F1542-F1549. https://doi.org/10.1152/ajprenal.00259.2018 🔓
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Mots-clés : Acupuncture expérimentale- mécanismes d'action
