Dissoudre les bactéries résistantes avec des nanoparticules

Dans la course à l'armement "humanité contre bactéries", les bactéries ont actuellement une longueur d'avance. Nos anciennes armes miraculeuses, les antibiotiques, échouent de plus en plus souvent face aux germes qui utilisent des manœuvres astucieuses pour se protéger de l'effet des médicaments. Certaines espèces se retirent même à l'intérieur des cellules du corps humain, où elles ne sont plus inquiétées par le système immunitaire. Parmi ces agents pathogènes particulièrement redoutés figurent les staphylocoques multirésistants (SARM), qui peuvent provoquer des maladies mortelles comme la septicémie ou la pneumonie.

Pour détecter les germes dans leur cachette et les rendre inoffensifs, une équipe de chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Empa a maintenant développé des nanoparticules qui utilisent un tout autre mécanisme d'action que les antibiotiques traditionnels : Alors que les antibiotiques pénètrent difficilement dans les cellules du corps, ces nanoparticules parviennent à s'infiltrer à l'intérieur de la cellule infectée. Une fois sur place, elles combattent les bactéries.

Bioglass et métal

Pour ce faire, l'équipe dirigée par Inge Herrmann, professeure en systèmes nanoparticulaires à l'ETH Zurich et chercheuse à l'Empa à Saint-Gall, a utilisé l'oxyde de cérium, un matériau qui, sous sa forme de nanoparticules, a des propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires. Les chercheurs ont combiné l'oxyde de cérium avec un matériau céramique bioactif, appelé bioverre, et ont fabriqué des hybrides de nanoparticules à partir des deux matériaux.

Dans la boîte de Pétri et par microscopie électronique, ils ont étudié les interactions entre les nanoparticules hybrides, les cellules du corps et les bactéries. Si les scientifiques traitaient des cellules infectées par des bactéries avec les nanoparticules, les bactéries commençaient à se dissoudre à l'intérieur des cellules. En revanche, si les chercheurs bloquaient l'absorption des particules hybrides dans les cellules, l'effet antibactérien s'arrêtait également.

La formation de résistances est moins probable

Le mécanisme d'action exact des particules contenant du cérium n'est actuellement pas encore totalement élucidé. Il est prouvé que d'autres métaux ont également des effets antimicrobiens. Le cérium est toutefois 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, ce qui produit des composés oxygénés réactifs qui entraînent la destruction des germes. Comme la membrane cellulaire des cellules humaines est constituée différemment de celle des bactéries, les cellules du corps sont épargnées par ce processus.

Selon les chercheurs, moins de résistances pourraient probablement se développer contre un tel mécanisme. La prochaine étape pour les scientifiques est d'analyser plus précisément l'interaction des particules dans le processus infectieux afin d'optimiser davantage la structure et la composition des nano-agents. Leur objectif est de développer un agent antibactérien simple et robuste qui soit efficace à l'intérieur des cellules infectées.

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