Selon certaines estimations, les souches bactériennes résistantes aux antibiotiques, appelées superbactéries, causeront plus de décès que le cancer d'ici 2050.

Les chercheurs en biomédecine et en chimie de la Colorado State University utilisent des tactiques créatives pour renverser ces superbactéries et leurs mécanismes d'invasion. En particulier, ils conçoivent de nouvelles façons d'empêcher les bactéries nocives de former des matrices collantes appelées biofilms - et de le faire sans antibiotiques.

Des chercheurs du laboratoire de Melissa Reynolds, professeur agrégé de chimie et de l'École de génie biomédical, ont créé un nouveau matériau qui inhibe la formation de biofilm de la superbactérie virulente Pseudomonas aeruginosa . Leur matériel, décrit dans Matériaux fonctionnels avancés , pourrait constituer la base d'un nouveau type de surface antibactérienne qui prévient les infections et réduit notre dépendance aux antibiotiques.

Bella Neufeld, le premier auteur et étudiant diplômé qui a dirigé la recherche, a expliqué que sa passion pour la recherche de nouvelles façons de lutter contre les superbactéries est motivée par leur adaptabilité et leur impénétrabilité, surtout quand ils sont autorisés à former des biofilms.

"Les biofilms sont méchants une fois qu'ils se forment, et incroyablement difficile de s'en débarrasser, ", a déclaré Neufeld.

Beaucoup de gens imaginent les bactéries et autres micro-organismes dans leur plus sympathique, état de flottement libre - comme le plancton nageant dans une boîte de Pétri de lycée. Mais lorsque les bactéries sont capables de se fixer à une surface et de former un biofilm, ils deviennent plus forts et plus résistants aux médicaments normaux.

Dans un exemple classique, les patients atteints de mucoviscidose sont écœurés par des hordes de P. aeruginosa bactéries formant un film collant sur les cellules endothéliales des poumons des patients. Une fois ces bactéries attachées, les drogues ne les tueront pas.

Ou, une plaie peut s'infecter par un biofilm bactérien, rendant plus difficile la cicatrisation de cette blessure.

Le groupe de recherche de Reynolds fabrique des dispositifs et des matériaux biocompatibles qui résistent aux infections et ne seront pas rejetés par le corps. Dans ce dernier ouvrage, ils ont conçu un matériau avec des propriétés inhérentes qui empêchent la formation d'un film bactérien en premier lieu.

Dans le laboratoire, ils ont démontré une réduction de 85 pour cent de P. aeruginosa adhérence du biofilm. Ils ont mené des études approfondies montrant la réutilisabilité de leur film. Cela indique que ses propriétés antibactériennes sont dues à quelque chose d'inhérent au matériau, donc son efficacité ne s'estomperait pas en milieu clinique.

Ils ont utilisé un matériau avec lequel ils ont déjà travaillé pour d'autres applications antimicrobiennes, une structure métallo-organique à base de cuivre stable dans l'eau. Ils ont noyé la charpente organométallique du cuivre dans une matrice de chitosane, un matériau dérivé du polysaccharide chitine, qui compose les ailes d'insectes et les carapaces de crevettes. Le chitosan est déjà largement utilisé comme pansement et agent hémostatique.

Neufeld dit que le nouveau biomatériau pourrait ouvrir de nouvelles voies pour les surfaces antibactériennes. Par exemple, le matériau pourrait être utilisé pour un pansement qui, au lieu de gaze, serait constitué de la matrice de chitosane.

La recherche a combiné une expertise dans la synthèse de matériaux et les tests biologiques. Les co-auteurs avec Neufeld et Reynolds étaient les étudiants diplômés de la CSU Megan Neufeld (aucune relation) et Alec Lutzke; et Sarah Schweickart, étudiante de premier cycle à l'Université Lawrence.