(PhysOrg.com) -- La course aux armements entre une prophylaxie antibiotique efficace et des souches ou espèces de bactéries étroitement apparentées s'intensifie continuellement. Les bactéries peuvent rapidement développer une résistance génétique à une gamme de traitements antibiotiques - des gènes qui peuvent se propager cependant transfert conjugatif horizontal en raison des antibiotiques utilisés en médecine et en alimentation animale, ainsi qu'une présence accrue dans l'environnement (par exemple, approvisionnement en eau et infiltration des eaux usées). De plus, ce modèle peut atteindre des niveaux mondiaux dans l'émergence de ce que l'on appelle les superbactéries qui peuvent être extrêmement difficiles à traiter. Récemment, scientifiques du Laboratoire Clé d'Evaluation et de Maîtrise des Risques pour l'Environnement et la Sécurité Alimentaire, à l'Institut de médecine de la santé et de l'environnement de Tianjin, La Chine a étudié le rôle des nanomatériaux dans le transfert de gènes par conjugaison entre bactéries. En outre, ils ont étudié les mécanismes associés aux caractéristiques morphologiques, biochimique, et les changements biologiques moléculaires. Ils ont découvert que la nanoalumine (une forme d'aluminium) dans l'eau favorise un tel transfert de gènes multirésistants. Ils ont conclu que leurs résultats sont importants pour évaluer le risque environnemental des nanomatériaux dans la fabrication et le déploiement.

Jun-Wen Li, Zhigang Qiu, et d'autres chercheurs ont dit PhysOrg que les principaux défis dans la détermination du rôle de la nanoalumine dans la promotion du transfert de gènes de multirésistance étaient liés à la construction de leur modèle de transfert de gènes de multirésistance - en particulier, déterminer comment exclure les effets de toutes les variables à l'exception de la nanostructure des matériaux et comment évaluer les principaux aspects du transfert conjugatif. « Nous avons conçu un dispositif expérimental orthogonal pour évaluer les principaux facteurs sur le transfert conjugatif, et ce protocole a réduit le nombre d'expériences que nous devions effectuer. dit Qiu. La conception orthogonale permet l'évaluation fiable de plusieurs variables en une seule expérience.

« Nous avons construit le modèle de transfert de gènes de résistance en utilisant un plasmide de résistance avec des fonctions de transfert conjugatif, " il continue, « et a acquis de nombreux récepteurs contenant une résistance spécifique aux antibiotiques par induction de mutations ». Afin d'exclure les effets d'autres facteurs que la nanostructure des matériaux, ils ont établi un certain nombre d'expériences de contrôle.

D'autres innovations sont possibles, Li ajoute. « Il est possible d'analyser quantitativement l'occurrence du transconjugant en fonction du temps en utilisant la cinétique, y compris les formes d'action de masse. Cela permettrait un traitement simultané de ces processus dans une interprétation des données plus rigoureuse. De plus, note Qiu, il y a deux aspects dans la prochaine étape de recherche de notre équipe. "Premièrement, nous étudierons l'effet de plus de nanomatériaux, y compris différents types, types et tailles de cristal, sur le transfert conjugatif de gène de résistance pour améliorer les données sur l'impact des nanomatériaux sur le transfert de gène. Deuxièmement, " il continue, « nous effectuerons les expériences pour évaluer les effets des nanomatériaux sur le transfert de plasmide nu dans des cellules vivantes par transmission et transduction ». (La transmission et la transduction sont les deux autres voies de transfert de gènes à médiation plasmidique.) Enfin, ils conviennent qu'il est possible de passer à in silico la modélisation.

Quant à l'impact de leurs découvertes sur le développement de la médecine, technologies et pratiques en matière de santé et d'environnement, Li et Qiu soulignent que « Malgré le fait que la nanotechnologie est souvent décrite comme une technologie d'avenir, peu réalisent que les nanomatériaux sont déjà utilisés dans une grande variété de produits de consommation - et de nombreuses nouvelles nanotechnologies et nanomatériaux sont à l'étude pour être appliqués à la médecine, santé et environnement. De nombreuses personnes se sont inquiétées de l'exposition aux nanomatériaux, et notre travail n'est qu'une petite partie de tout le travail pour évaluer l'effet des nanoparticules. Cependant, ils soulignent que leurs découvertes sont directement liées à la médecine, facteurs sanitaires et environnementaux.

"Par exemple, » illustrent-ils, « De nombreux nouveaux matériaux ont été étudiés pour être utilisés comme vecteurs de médicaments. Nous devons évaluer les effets de ces nanomatériaux sur les bactéries résistantes aux antibiotiques de notre organisme avant l'application pratique de ces nanomatériaux. Aussi, " Ils continuent, « les nanomatériaux utilisés comme agents antiseptiques ou antibactériens en santé, et comme adsorbants et oxydants dans les technologies et pratiques environnementales, doit être évalué complètement. Nous pensons que nos découvertes améliorent considérablement le développement de la médecine, technologies et pratiques en matière de santé et d'environnement, et rendre les applications des nanomatériaux plus sûres.

Plus loin, Qiu and Li conclude that important technologies and applications to transfer exogenous genes into cells, which have been widely used in the field of molecular biology – such as conjugative transfer, transmission, transduction and transfection – might benefit from their findings. “Nanomaterials might promote those processes and enhance transfer efficiency of exogenous genes.”

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