Les chercheurs ont développé un moyen de soutenir un système immunitaire en difficulté pour lui permettre de lutter contre la septicémie, une condition mortelle résultant de la réaction extrême du corps à l'infection.

Les scientifiques ont utilisé la nanotechnologie pour transformer des cellules immunitaires saines données en un médicament doté d'un pouvoir accru pour tuer les bactéries.

Dans des expériences traitant des souris atteintes de septicémie, les cellules immunitaires modifiées ont éliminé les bactéries dans le sang et les principaux organes, améliorant considérablement les taux de survie.

Ce travail porte sur un traitement du sepsis de stade avancé, lorsque le système immunitaire est compromis et incapable d'éliminer les bactéries envahissantes. Les scientifiques collaborent avec des cliniciens spécialisés dans le traitement du sepsis pour accélérer le processus de développement de médicaments.

"Le sepsis reste la principale cause de décès dans les hôpitaux. Il n'y a pas eu de traitement efficace pour le sepsis à un stade avancé depuis longtemps. Nous pensons que cette thérapie cellulaire peut aider les patients qui arrivent à un stade avancé de sepsis, " a déclaré Yizhou Dong, auteur principal et professeur agrégé de pharmacie et de pharmacologie à l'Ohio State University. "Pour la traduction en clinique, nous pensons que cela pourrait être utilisé en combinaison avec le traitement actuel des soins intensifs pour les patients atteints de sepsis. »

L'étude est publiée aujourd'hui dans Nature Nanotechnologie .

La septicémie elle-même n'est pas une infection - c'est une réponse systémique potentiellement mortelle à une infection qui peut entraîner des lésions tissulaires, défaillance d'organe et mort, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Le CDC estime que 1,7 million d'adultes aux États-Unis développent une septicémie chaque année, et un patient sur trois qui meurt à l'hôpital souffre d'une septicémie.

Ce travail combinait deux principaux types de technologies :l'utilisation de vitamines comme composant principal dans la fabrication de nanoparticules lipidiques, et en utilisant ces nanoparticules pour capitaliser sur les processus cellulaires naturels dans la création d'un nouveau médicament antibactérien.

Les cellules appelées macrophages sont l'un des premiers répondeurs du système immunitaire, avec le travail de "manger" les agents pathogènes envahissants. Cependant, chez les patients atteints de sepsis, le nombre de macrophages et d'autres cellules immunitaires est inférieur à la normale et ils ne fonctionnent pas comme ils le devraient.

Dans cette étude, Dong et ses collègues ont collecté des monocytes dans la moelle osseuse de souris saines et les ont cultivés dans des conditions qui les ont transformés en macrophages. (Les monocytes sont des globules blancs capables de se différencier en d'autres types de cellules immunitaires.)

Le laboratoire a également développé des nanoparticules à base de vitamines qui étaient particulièrement efficaces pour délivrer de l'ARN messager, molécules qui traduisent l'information génétique en protéines fonctionnelles.

Les scientifiques, spécialisé dans les ARN messagers à visée thérapeutique, construit un ARN messager codant pour un peptide antimicrobien et une protéine signal. La protéine signal a permis l'accumulation spécifique du peptide antimicrobien dans les structures macrophages internes appelées lysosomes, l'emplacement clé pour les activités de destruction des bactéries.

D'ici, les chercheurs ont livré les nanoparticules chargées de cet ARN messager dans les macrophages qu'ils avaient produits avec des monocytes de donneurs, et laisser les cellules s'en charger pour "fabriquer" une nouvelle thérapie.

"Les macrophages ont une activité antibactérienne naturellement. Donc, si nous ajoutons le peptide antibactérien supplémentaire dans la cellule, ces peptides antibactériens peuvent encore améliorer l'activité antibactérienne et aider l'ensemble des macrophages à éliminer les bactéries, " dit Dong.

Après avoir vu des résultats prometteurs dans les tests cellulaires, les chercheurs ont administré la thérapie cellulaire à des souris. Les modèles murins de sepsis dans cette étude ont été infectés par Staphylococcus aureus et E. coli multirésistants et leurs systèmes immunitaires ont été supprimés.

Chaque traitement consistait en environ 4 millions de macrophages modifiés. Les contrôles de comparaison comprenaient des macrophages ordinaires et un placebo. Par rapport aux contrôles, le traitement a entraîné une réduction significative des bactéries dans le sang après 24 heures et pour ceux avec des bactéries persistantes dans le sang, un deuxième traitement les a débarrassés.

Dong considère la livraison de nanoparticules lipidiques d'ARN messager dans certains types de cellules immunitaires applicables à d'autres maladies, et son laboratoire travaille actuellement au développement d'une immunothérapie anticancéreuse utilisant cette technologie.