C'est une priorité majeure en Santé publique, la lutte contre l’émergence des résistances bactériennes qui donnent naissance à de « superbactéries », invincibles y compris par les antibiotiques de dernière ligne. Une lutte qui inspire de nombreuses équipes de recherches sur 2 axes particulièrement exploités, celui d’une attaque mécanique ou physique -plutôt que chimique- des bactéries, et celui des nanotechnologies qui permettent le développement de nouvelles armes parfaitement adaptées en taille aux microbes. Cette équipe de l’Université RMIT (Australie) a conçu ainsi une nouvelle arme antibactérienne à base de nanoparticules de métal liquide, magnétiques et capables de déchiqueter les bactéries et le biofilm bactérien sans toucher aux cellules saines. La technique présentée dans la revue ACS Nano promet des applications multiples, au-delà des traitements antibactériens.
La résistance aux antibiotiques est une menace sanitaire mondiale majeure, responsable de plus de 700.000 décès par an. Sans plan d’action coordonné au niveau mondial, le nombre de décès pourrait atteindre 10 millions par an d'ici 2050, dépassant ainsi le nombre de décès par cancer. L’antibiorésistance pose notamment le défi du traitement des infections liées aux biofilms. Ainsi, la recherche de technologies antimicrobiennes de nouvelle génération doit se concentrer sur des thérapies ciblées face auxquelles les bactéries pathogènes sont incapables de développer une résistance. C’est le cas de cette nouvelle stratégie à base de nanoparticules de métal.
Vers des techniques de lutte antibactérienne physique, qui ne laissent plus place à la résistance biologique
Repenser les stratégies de lutte antibactériennes : l’auteur principal, le Dr Aaron Elbourne, rappelle que si les antibiotiques ont révolutionné la santé depuis leur découverte il y a 90 ans, ils ont aujourd’hui perdu la majeure partie de leur efficacité en raison d'une mauvaise utilisation : « Nous nous dirigeons vers un avenir post-antibiotique, où les infections bactériennes courantes, les blessures mineures et les chirurgies de routine pourraient redevenir mortelles. Cette perspective implique de repenser complètement la façon dont nous combattons les infections bactériennes ».
La preuve de concept de stratégies « physiques » ou « mécaniques » : « les bactéries sont incroyablement adaptables et au fil du temps, elles développent des défenses contre les produits chimiques utilisés dans les antibiotiques, mais elles n'ont aucun moyen de faire face à une attaque physique ».
Cette étude fournit une preuve de concept de l’efficacité de l'utilisation de gouttelettes de métal liquide à base de gallium, magnéto-sensibles et capables d’endommager, de désintégrer et de tuer physiquement les agents pathogènes regroupés dans un biofilm mature. Une fois exposées à un champ magnétique de faible intensité, les gouttelettes métalliques sont physiquement actionnées de manière à développer des pics qui vont « déchirer » physiquement les cellules bactériennes et la matrice dense du biofilm bactérien. D’autres études récentes ont documenté des options stratégiques mécaniques, comme ces nanomachines motorisées qui percent les superbactéries.
La preuve d’efficacité vs 2 types de biofilms bactériens (Gram positif et Gram négatif) : après 90 minutes d'exposition aux nanoparticules de métal liquide, les deux biofilms sont détruits et 99% des bactéries les composant sont mortes. De plus, les tests confirment que les nanoparticules de métal n'affectent pas les cellules humaines.
Les applications sont multiples : la technologie polyvalente pourrait être utilisée,
- comme revêtement de pulvérisation pour les implants, afin de réduire les taux élevés d'infection lors des arthroplasties de la hanche et du genou,
- comme traitement injectable utilisable sur le site de l'infection,
- comme traitement des infections fongiques, décrites comme « les prochaines superbactéries »,
- pour percer et désagréger les plaques de cholestérol et combattre la maladie cardiaque,
- enfin, en injection directement dans les cellules cancéreuses, pour désagréger les tumeurs…
Source: ACS Nano Jan, 2020 DOI : DOI: 10.1021/acsnano.9b07861 Antibacterial Liquid Metals: Biofilm Treatment via Magnetic Activation
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