Une nouvelle stratégie de lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques a été décrite par des chercheurs brésiliens en Rapports scientifiques , un journal en ligne appartenant à Springer Nature.

La méthode consiste à enrober des nanoparticules d'argent et de silice, potentiellement toxiques pour les micro-organismes et les cellules humaines, d'une couche d'antibiotique. En raison de l'affinité chimique, le nanopharmaceutique résultant n'agit que sur les agents pathogènes et est inerte pour l'organisme.

"Nous avons utilisé l'antibiotique comme une sorte d'appât pour que les nanoparticules ciblent les bactéries avec une grande quantité de médicament. L'action combinée du médicament avec les ions d'argent s'est avérée capable de tuer même les micro-organismes résistants, " dit Mateus Borba Cardoso, chercheur au Centre National de Recherche Energie &Matériaux (CNPEM).

Le projet est soutenu par la FAPESP et s'inscrit dans un axe de recherche qui vise à développer des systèmes permettant de rendre sélective l'action des nanoparticules.

Dans les articles précédents, le groupe a montré que les nanoparticules peuvent également être utilisées pour rendre la chimiothérapie anticancéreuse plus efficace en administrant le médicament directement aux cellules tumorales et en laissant les cellules saines intactes. Les nanoparticules pourraient également être utilisées pour potentiellement inactiver le VIH dans les poches de sang de transfusion, par exemple.

« Il existe des médicaments commerciaux qui contiennent des nanoparticules, qui servent généralement à enrober l'ingrédient actif et à prolonger sa durée de vie à l'intérieur de l'organisme. Notre stratégie est différente. Nous décorons la surface des nanoparticules avec certains groupements chimiques qui les dirigent vers le site où elles sont censées agir, ils sont donc très sélectifs, " a déclaré Cardoso.

Dans l'article le plus récent, le groupe a décrit un schéma pour synthétiser des nanoparticules consistant en un noyau d'argent recouvert de silice poreuse pour permettre le passage des ions. Plusieurs molécules de l'antibiotique ampicilline ont été appliquées à la surface dans un arrangement qui, selon Cardoso, était loin d'être aléatoire.

"Nous avons utilisé la modélisation moléculaire pour découvrir quelle partie de la molécule d'ampicilline interagissait le plus avec la membrane bactérienne, " a-t-il dit. " Nous avons ensuite arrangé toutes les molécules du médicament de sorte que cette partie clé soit tournée vers l'extérieur de la nanoparticule, augmentant la probabilité d'interaction avec l'agent pathogène.

Hubert Karl Stassen, de l'Institut de chimie de l'Université fédérale de Rio Grande do Sul (UFRGS), collaboré à l'étape de la modélisation moléculaire.

L'efficacité du nanoantibiotique par rapport à celle de l'ampicilline conventionnelle a été évaluée à l'aide de deux souches différentes d'Escherichia coli, une bactérie qui habite normalement la flore intestinale des mammifères et qui peut provoquer une intoxication alimentaire dans certaines situations.

Dans la souche non résistante, près de 100 % des micro-organismes sont morts lorsqu'ils ont été attaqués à la fois par l'ampicilline sous sa forme conventionnelle et par le médicament associé à l'argent. Dans la souche résistante, cependant, seul le nanoantibiotique était efficace.

L'étape suivante consistait à tester l'effet sur les cellules rénales humaines. Les nanoparticules d'argent et de silice sans ampicilline se sont avérées hautement toxiques, tandis que l'ampicilline conventionnelle et l'ampicilline combinée avec de l'argent se sont avérées tout aussi sûres.

"Les images de microscopie confocale montrent qu'en plus d'être non toxique, la nanoparticule enrobée d'ampicilline n'interfère pas avec le cycle cellulaire. Les phases de mitose se déroulent sans aucune altération, " a déclaré Cardoso.

À son avis, la même stratégie pourrait être utilisée pour lutter contre d'autres espèces bactériennes qui ont développé une résistance aux antibiotiques. En outre, le médicament appliqué à la surface de la nanoparticule peut être varié afin de traiter différents types d'infection.

Cependant, le système a un inconvénient :parce que l'argent et la silice sont inorganiques, les nanoparticules ne sont pas métabolisées et ont donc tendance à s'accumuler dans l'organisme.

"Nous ne savons pas encore où se produit l'accumulation ni quel effet cela a, " dit Cardoso. " Pour le savoir, nous devrons faire des tests sur les animaux. En tout cas, nous continuons d'améliorer le système afin de le rendre plus sûr."

Une possibilité serait d'utiliser un deuxième antibiotique avec un composant différent de l'argent dans le noyau. Une autre serait de développer une nanoparticule suffisamment petite pour être excrétée dans l'urine.

Pendant ce temps, Cardoso ajouté, dans sa forme actuelle, le nanoantibiotique pourrait être utilisé pour traiter les cas extrêmes, comme les infections hospitalières qui ne répondent pas aux antibiotiques conventionnels.