Les infections bactériennes sont parmi les plus grandes menaces pour la santé humaine. Cependant, en raison de la propagation croissante des bactéries multirésistantes, l'approvisionnement actuel en antibiotiques semble insuffisant, nécessitant ainsi l'exploration de nouveaux agents antibactériens. Les agents nano-antibactériens représentent une nouvelle stratégie de traitement bactérien. Par rapport aux antibiotiques, les agents nano-antibactériens présentent deux avantages :(1) des effets bactéricides à large spectre contre les bactéries Gram-positives et Gram-négatives et (2) des effets bactéricides durables en raison de leur extraordinaire stabilité. Des différences significatives existent dans les mécanismes antibactériens entre les antibiotiques et les agents nano-antibactériens. Les antibiotiques peuvent empêcher la croissance bactérienne en inhibant la synthèse de biomolécules cibles dans les bactéries, y compris la paroi cellulaire, ADN et protéines. Les agents nano-antibactériens tuent les bactéries par destruction des membranes, réponse au stress oxydatif, et interactions avec les molécules cytosoliques (lipides, protéines, ADN, etc.).
L'oxyde de graphène (GO) a des applications antibactériennes. Une revue intitulée "Applications antibactériennes des oxydes de graphène :relations structure-activité, Événements Initiateurs Moléculaires et Biosécurité, " Publié dans Bulletin scientifique , traite principalement des relations structure-activité (SAR) impliquées dans l'action antibactérienne induite par les GO, les événements initiateurs moléculaires (MIE), et la biosécurité des applications antibactériennes.
GO possède une structure plane hydrophobe en nid d'abeille bidimensionnelle (2-D) unique et des groupes hydrophiles, comportant des groupes carboxyliques (-COOH) et hydroxyle (-OH) sur son bord, qui déterminent son excellente activité antibactérienne. Parmi ces mécanismes antibactériens, cette revue résume les interactions entre GO et la membrane bactérienne, en particulier le rôle important des MIE, y compris les réactions redox avec des biomolécules, destruction mécanique des membranes, et la catalyse des métabolites extracellulaires. La revue traite également en détail de l'effet physico-chimique du GO sur la membrane bactérienne, comme la peroxydation des phospholipides, insertion, l'emballage et l'effet de piégeage, extraction des lipides, et les radicaux libres induits par GO.
Par ailleurs, cette revue traite de l'effet de la taille, forme et fonctionnalité de surface sur l'activité antibactérienne pour élaborer les SAR, résumant également les nanoproduits antibactériens qui peuvent être utilisés pour le biomédical, applications en génie de l'environnement et de l'alimentation. Les chercheurs discutent également de la biosécurité du GO lorsqu'il est utilisé dans le domaine biomédical, considérant que l'exposition directe d'agents antibactériens à base de GO à des cellules humaines peut induire des effets dangereux indésirables. Par conséquent, les scientifiques doivent porter une attention particulière aux fuites et à la libération de GO dans le sang lorsqu'ils utilisent des dispositifs biomédicaux recouverts de GO.
Finalement, la revue discute des recherches futures possibles et les défis de l'utilisation de GO en tant que nouvel agent nano-antibactérien, comme la compréhension des interactions se produisant aux interfaces GO-bactéries, l'exploration de nanocomposites à base de GO pour obtenir des effets antibactériens synergiques, et l'immobilisation de GO pour une utilisation antibactérienne.
