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Pendant le sepsis, les cellules sont inondées d'espèces réactives de l'oxygène générées dans une réponse aberrante du système immunitaire à une infection locale. Si cette voie inflammatoire fatale pouvait être entravée, de nouveaux schémas de traitement pourraient être développés. Maintenant, Des scientifiques coréens rapportent dans le journal Angewandte Chemie que les nanoparticules de cérium dopées à la zircone agissent comme des piégeurs efficaces de ces radicaux d'oxygène, favorisant un taux de survie considérablement amélioré dans les organismes modèles de septicémie.
La septicémie se déroule comme un cercle vicieux de réactions inflammatoires du système immunitaire à une infection locale. Des conséquences fatales peuvent être une chute de la pression artérielle et l'effondrement de la fonction des organes. Alors que la résistance aux antibiotiques augmente, les scientifiques se tournent vers la voie inflammatoire comme cible alternative pour de nouvelles stratégies de traitement. Taeghwan Heyon de l'Université nationale de Séoul, Seung-Hoon Lee à l'hôpital universitaire national de Séoul, Corée du Sud, et ses collaborateurs explorent les nanoparticules de cérium pour leur capacité à piéger les espèces réactives de l'oxygène, qui jouent un rôle clé dans le processus inflammatoire. En passant rapidement entre deux états d'oxydation, l'ion cérium peut éteindre les espèces radicalaires d'oxygène typiques comme l'anion superoxyde, l'anion radical hydroxyle, ou encore le peroxyde d'hydrogène. Mais dans la cellule vivante, cela ne peut se produire que si deux conditions sont remplies.
La première condition est la taille et la nature des particules. Petit, des particules de deux nanomètres ont été recouvertes d'une enveloppe hydrophile de phospholipides connectés au poly(éthylène glycol) pour les rendre solubles afin qu'elles puissent entrer dans la cellule et y rester. Seconde, l'ion cérium responsable de la trempe (Ce(3+)) doit être accessible à la surface des nanoparticules, et il doit être régénéré après les réactions. Ici, les scientifiques ont découvert qu'une certaine quantité d'ions zirconium dans la structure aidait, parce que "le Zr( 4+ ) les ions contrôlent le Ce( 3+ )-à-Ce( 4+ ) ainsi que le taux de conversion entre les deux états d'oxydation, " ils se disputèrent.
Les nanoparticules préparées ont ensuite été testées pour leur capacité à détoxifier les espèces réactives de l'oxygène, non seulement dans le tube à essai, mais aussi dans des modèles animaux vivants. Les résultats étaient clairs, comme les auteurs l'ont déclaré :« Une dose unique de nanoparticules de cérium-zircone a atténué avec succès le cercle vicieux des réponses inflammatoires dans deux modèles de septicémie. Les nanoparticules accumulées dans les organes où des réponses immunitaires sévères se sont produites, et ils ont réussi à éradiquer les espèces réactives de l'oxygène, comme en témoignent la microscopie à fluorescence et plusieurs autres techniques. Et surtout, les souris et les rats traités avaient un taux de survie beaucoup plus élevé.
Ce travail démontre que d'autres approches dans le traitement de la septicémie que l'élimination des bactéries avec des antibiotiques sont possibles. Cibler les voies du signal inflammatoire dans les macrophages est une option très prometteuse, et les auteurs ont montré qu'un piégeage efficace des espèces réactives de l'oxygène et l'arrêt de l'inflammation sont possibles avec un système chimique conçu de manière appropriée comme ce système redox d'ions cérium fourni par des nanoparticules.
