Des nanoparticules pour venir à bout des bactéries résistantes aux antibiotiques

Des nanoparticules pour venir à bout des bactéries résistantes aux antibiotiques

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La résistance antimicrobienne est la capacité des micro-organismes à résister aux traitements antimicrobiens, en particulier aux antibiotiques. Faisant 33 000 victimes dans l’Union européenne chaque année, elle pourrait devenir une cause de décès plus importante que le cancer d’ici à 2050. Des chercheurs suisses apportent une lueur d’espoir dans ce combat inégal contre les bactéries résistantes.  Ils développent des nanoparticules qui utilisent un mécanisme d’action complètement différent de celui des antibiotiques classiques : en raison de leur petite taille et de leur composition, elles peuvent être introduites à l’intérieur de la cellule affectée. Une fois sur place, les nanoparticules éradiquent la bactérie.

In a report publié le 15 avril, l’OMS affirme qu’aucun des 43 antibiotiques actuellement en cours de développement clinique ne permet de résoudre suffisamment le problème de la résistance aux médicaments des 13 bactéries les plus dangereuses du monde. Le rapport prévient également que, malgré une prise de conscience croissante de la résistance aux antibiotiques, le développement de traitements antibactériens « dont on a désespérément besoin » échoue dans le monde entier.

" L’incapacité persistante à mettre au point, à fabriquer et à distribuer de nouveaux antibiotiques efficaces ne fait qu’aggraver l’impact de la résistance aux antimicrobiens et menace notre capacité à traiter efficacement les infections bactériennes », a indiqué Hanan Balkhy, sous-directrice générale de l’OMS chargée de la résistance antimicrobienne (RAM).

Lors d’une conférence de presse tenue le 12 avril, le chef de l’unité mondiale de l’OMS sur la RAM, Peter Beyer, a expliqué que « la résistance aux antibactériens est un processus évolutif normal pour les bactéries », ajoutant que l’abus et la mauvaise utilisation dans le secteur agricole comme dans le secteur humain stimulent la résistance aux antibactériens. Cela crée le besoin d’ « un flux constant de nouveaux antibiotiques pour remplacer ceux contre lesquels les bactéries deviennent résistantes, ce qui signifie que nous ne pouvons jamais arrêter de développer réellement de nouveaux antibiotiques », a-t-il conclu.

Les antibiotiques en panne

Dans la course à l’armement « l’humanité contre les bactéries », les bactéries sont actuellement en tête. Nos anciennes armes miracles, les antibiotiques, tombent de plus en plus souvent en panne lorsque les germes utilisent des manœuvres délicates pour se protéger des effets des médicaments. Certaines espèces se retirent même à l’intérieur des cellules du corps humain, où elles sont protégées du système immunitaire. Parmi ces agents pathogènes particulièrement redoutables figurent les staphylocoques multirésistants (SARM), qui peuvent provoquer des maladies mortelles telles que l’empoisonnement du sang ou la pneumonie.

Afin de détecter les germes dans leur cachette et de les rendre inoffensifs, une équipe de chercheurs de l’Empa et de l’ETH Zurich développe actuellement des nanoparticules qui utilisent un mécanisme d’action complètement différent de celui des antibiotiques classiques : alors que les antibiotiques peinent à entrer dans les cellules du corps, ces nanoparticules, en raison de leur petite taille et de leur composition, peuvent être introduites à l’intérieur de la cellule affectée. Une fois sur place, ils combattent la bactérie.

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Verre bioactif et métal

L’équipe d’Inge Herrmann et de Tino Matter a utilisé l’oxyde de cérium, un matériau qui, sous sa forme nanoparticulaire, a un effet antibactérien et anti-inflammatoire. Les chercheurs ont combiné les nanoparticules avec un matériau céramique bioactif appelé verre bioactif. Le verre bioactif est intéressant pour la médecine car il possède des propriétés régénératrices polyvalentes et est utilisé, par exemple, pour la reconstruction des os et des tissus mous.

Enfin, des nanoparticules hybrides d’oxyde de cérium et de verre bioactif ont été produites par synthèse de flamme. Les particules ont déjà été utilisées avec succès comme adhésifs pour blessures, ce qui permet d’utiliser simultanément plusieurs propriétés intéressantes : grâce aux nanoparticules, les saignements peuvent être stoppés, l’inflammation peut être affaiblie et la cicatrisation des plaies peut être accélérée. De plus, les nouvelles particules ont un effet significatif contre les bactéries, alors que le traitement est bien toléré par les cellules humaines. Cette nouvelle technologie a été brevetée récemment avec succès. L’équipe a maintenant publié ses résultats dans la revue scientifique Nanoscale.

Destruction des germes

Les chercheurs ont pu montrer les interactions entre les nanoparticules hybrides, les cellules du corps et les germes en utilisant, entre autres, la microscopie électronique. Quand les cellules infectées étaient traitées avec les nanoparticules, les bactéries à l’intérieur des cellules commençaient à se dissoudre. Cependant, quand les chercheurs ont spécifiquement bloqué l’absorption des particules hybrides, l’effet antibactérien a également cessé.

Le mécanisme d’action exact des particules contenant du cérium n’a pas encore été entièrement clarifié. Il a été prouvé que d’autres métaux ont également des effets antimicrobiens. Cependant, le cérium est moins toxique pour les cellules du corps que l’argent, par exemple. Les chercheurs supposent actuellement que les nanoparticules agissent sur la membrane cellulaire des bactéries, produisant des composés oxygénés réactifs qui conduisent à la destruction des germes. Comme la membrane des cellules humaines est construite différemment, les cellules du corps sont épargnées par ce processus.

Les chercheurs pensent que moins de résistance se développerait probablement contre un tel mécanisme. « De plus, les modifications chimiques de l’oxyde de cérium se régénèrent avec le temps, de sorte que l’effet des nanoparticules sur les bactéries peut recommencer », explique dans un statement le chercheur de l’Empa Tino Matter. Ainsi, les particules de cérium pourraient avoir un effet durable.

Dans un proche avenir, les chercheurs veulent analyser plus en détail les interactions des particules dans le processus d’infection afin d’optimiser davantage la structure et la composition des substances nano-actives. L’objectif est de développer un agent antibactérien simple et robuste, efficace à l’intérieur des cellules infectées.

Des germes malicieux

Parmi les bactéries, il existe des agents pathogènes particulièrement malicieux qui pénètrent dans les cellules du corps et sont invisibles pour le système immunitaire. C’est ainsi qu’ils survivent aux périodes où la défense du corps est en état d’alerte. Ce phénomène est également connu pour les staphylocoques. Ils peuvent se retirer dans les cellules de la peau, du tissu conjonctif, des os et du système immunitaire. Le mécanisme de cette persistance n’est pas encore entièrement compris.

Les staphylocoques sont pour la plupart des germes inoffensifs qui peuvent se trouver sur la peau et les muqueuses. Dans certaines conditions, cependant, la bactérie inonde le corps et provoque une inflammation grave, pouvant aller jusqu’au choc toxique ou à l’empoisonnement du sang. Cela fait des staphylocoques la principale cause de décès par infection avec un seul type d’agent pathogène.

Le nombre croissant d’infections à staphylocoques qui ne répondent plus au traitement par antibiotiques est particulièrement préoccupant. Le SARM, germes multirésistants, est redouté dans les hôpitaux où, en tant qu’agents pathogènes nosocomiaux, ils provoquent des infections de plaies mal soignées ou colonisent les cathéters et les équipements.

Les groupes pharmaceutiques réticents

La résistance aux antibactériens n’a fait que grandir parce que les antibiotiques sont trop et mal utilisés, que ce soit dans l’élevage animal ou pour soigner les humains. Les bactéries développent alors des résistances et ne répondent plus aux traitements existants. Il faut donc créer de nouveaux antibiotiques, mais les groupes pharmaceutiques sont réticents à investir de grosses sommes dans un secteur qui est vu comme peu rentable. Ainsi la plupart des antibiotiques qui ont été mis sur le marché sont des classes de médicaments découvertes avant les années 1980, a souligné l’OMS.

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L’Organisation note qu’aucun des 43 antibiotiques en cours de mise au point ne permet de combattre efficacement les bactéries les plus dangereuses en circulation. Elle souligne aussi que 82 % des antibiotiques récemment autorisés font partie de classes de médicaments auxquelles des bactéries se sont déjà montrées résistantes. « Bien qu’il y ait des produits novateurs en cours de mise au point, il est probable que seule une fraction d’entre eux sera mise sur le marché en raison des taux d’échec élevés dans le processus », mettent en garde les auteurs du rapport.

Pour la première fois, l’OMS fait aussi le catalogue de médicaments antibactériens non traditionnels. Elle en recense 27, y compris des antigènes monoclonaux ou encore l’usage des phages, ces virus infectant uniquement des bactéries. La découverte des chercheurs suisses sur l’utilisation des nanoparticules apparaît ainsi comme une arme prometteuse dans cette lutte contre les germes résistants.

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allotoxconsulting***
3 months

Une application très interessante des nanoparticules de cérium dans le traitement anti bactérien. Reste à démontrer quel est le cycle de vie de ces nanoparticules dans l’organisme. Et surtout que le fait que le cérium se régénère, cela n’entraîne pas d’effet délétères dans les organes métabolisants ou excréteurs comme le foie les reins ou les intestins. A suivre avec attention.

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