Des grappes de nanoparticules avec des virus phagiques attachés trouvent et tuent Escherichia coli bactéries dans un test de laboratoire à l'Université Rice. Des chercheurs de Rice et de l'Université des sciences et technologies de Chine ont développé une combinaison de phages antibactériens et d'agrégats de nanoparticules magnétiques qui infectent et détruisent les bactéries qui sont généralement protégées par des biofilms dans les systèmes de traitement de l'eau. Crédit :Groupe Alvarez/Université du riz
Les grappes de nanoparticules magnétiques ont le pouvoir de percer les biofilms pour atteindre les bactéries qui peuvent encrasser les systèmes de traitement de l'eau, selon des scientifiques de l'Université Rice et de l'Université des sciences et technologies de Chine.
Les nanoclusters développés par le Centre de recherche en ingénierie du traitement de l'eau utilisant la nanotechnologie (NEWT) de Rice transportent des bactériophages - des virus qui infectent et se propagent dans les bactéries - et les livrent à des cibles qui résistent généralement à la désinfection chimique.
Sans l'attraction d'un hôte magnétique, ces "phages" se dispersent en solution, en grande partie ne parviennent pas à pénétrer les biofilms et permettent aux bactéries de se développer en solution et même de corroder le métal, un problème coûteux pour les systèmes de distribution d'eau.
Le laboratoire Rice de l'ingénieur environnemental Pedro Alvarez et ses collègues en Chine ont développé et testé des grappes qui immobilisent les phages. Un faible champ magnétique les entraîne dans des biofilms vers leurs cibles.
La recherche est détaillée dans le Royal Society of Chemistry's Sciences de l'environnement :nano .
« Cette nouvelle approche, qui naît de la convergence des nanotechnologies et de la virologie, a un grand potentiel pour traiter les biofilms difficiles à éradiquer de manière efficace qui ne génère pas de sous-produits de désinfection nocifs, " a déclaré Alvarez.
Les biofilms peuvent être bénéfiques dans certains réacteurs de traitement des eaux usées ou de fermentation industrielle en raison de leurs vitesses de réaction améliorées et de leur résistance aux stress exogènes, a déclaré Rice, étudiant diplômé et co-auteur principal, Pingfeng Yu. "Toutefois, les biofilms peuvent être très nocifs dans les systèmes de distribution et de stockage d'eau car ils peuvent abriter des micro-organismes pathogènes qui posent des problèmes de santé publique importants et peuvent également contribuer à la corrosion et aux pertes économiques associées, " il a dit.
Les bactériophages combinés à des amas de nanoparticules peuvent être attirés dans un biofilm avec un aimant. Des chercheurs de l'Université Rice et de l'Université des sciences et technologies de Chine ont développé le matériau pour tuer les bactéries difficiles à atteindre protégées par des biofilms dans les systèmes de traitement de l'eau. Crédit :Groupe Alvarez/Université du riz
Le laboratoire a utilisé des phages polyvalents, capables d'attaquer plus d'un type de bactéries, pour cibler des films cultivés en laboratoire contenant des souches d'Escherichia coli associées à des maladies infectieuses et à Pseudomonas aeruginosa, qui est sujette à la résistance aux antibiotiques.
Les phages ont été combinés avec des nanoclusters de carbone, de soufre et d'oxyde de fer qui ont été encore modifiés avec des groupes amino. Le revêtement aminé a incité les phages à se lier aux amas la tête la première, qui a laissé leurs queues infectieuses exposées et capables d'infecter les bactéries.
Les chercheurs ont utilisé un champ magnétique relativement faible pour pousser les nanoclusters dans le film et le perturber. Les images ont montré qu'ils ont effectivement tué E. coli et P. aeruginosa sur environ 90 % du film dans une plaque à 96 puits de test contre moins de 40 % dans une plaque avec des phages seuls.
Les chercheurs ont noté que les bactéries peuvent encore développer une résistance aux phages, mais la capacité de perturber rapidement les biofilms rendrait cela plus difficile. Alvarez a déclaré que le laboratoire travaille sur des "cocktails" de phages qui combineraient plusieurs types de phages et/ou d'antibiotiques avec les particules pour inhiber la résistance.
