Les scientifiques du NPL, travailler avec des partenaires de l'Université de Cambridge, Université d'Exeter, Le King's College London et l'University College London ont développé un mécanisme de persistance antibactérienne pour lutter contre les infections bactériennes persistantes et résistantes.

La montée des superbactéries est une préoccupation sérieuse dans la communauté médicale, car les bactéries évoluent pour échapper aux traitements existants plus rapidement que de nouveaux antibiotiques ne peuvent être développés. Plutôt que de rechercher des antibiotiques qui existent dans la nature, comme cela a été le cas avec les avancées précédentes, l'équipe d'experts en a conçu un à partir du groupe, inspiré par les virus.

Maxim Ryadnov, Le responsable scientifique du domaine au NPL a déclaré :« Les virus sont des objets géométriques. Ils sont comme des cages solides construites à partir de minuscules blocs collés ensemble avec une précision atomistique. Nous prenons cette forme, enlever leurs protéines virales, et se retrouvent avec un modèle."

Pour poursuivre un tel exploit, cette équipe de recherche interdisciplinaire a adopté les principes géométriques de l'architecture virale pour concevoir un produit biologique synthétique, la protéine Ψ-capside, qui s'assemble à partir d'un petit motif moléculaire trouvé dans les cellules humaines. Ce motif peut reconnaître les modèles moléculaires associés aux agents pathogènes sur les surfaces bactériennes, mais est en lui-même faiblement antimicrobien. Par contre, chaque capside, qui comprend plusieurs exemplaires du motif, délivre un afflux de doses antimicrobiennes élevées dans sa position de liaison précise sur une cellule bactérienne.

En utilisant une combinaison d'imagerie à l'échelle nanométrique et unicellulaire, l'équipe a démontré que les capsides infligent des dommages irréparables aux bactéries, se convertissant rapidement en nanopores dans leurs membranes et atteignant des cibles intracellulaires. Les capsides étaient également efficaces dans l'une ou l'autre de leurs formes chirales, qui peuvent les rendre invisibles pour le système immunitaire de l'hôte, tuer différents phénotypes de bactéries et superbactéries sans cytotoxicité in vitro et in vivo.

A l'UCL, les scientifiques ont visualisé comment les capsides ont atterri sur leurs cibles et ont ensuite créé des trous de la taille du nanomètre, qui sont finalement mortelles pour les bactéries. Selon Katharine Hammond, chercheur au NPL et Ph.D. étudiant à l'UCL :"En scannant une pointe acérée sur la surface de la membrane, tout comme un doigt miniature lirait le braille, nous pouvions tracer les contours des capsides sur les membranes et observer en temps réel comment elles perçaient des trous dans leurs membranes cibles."

Ibolya Kepiro, Chercheur scientifique supérieur, Le National Physical Laboratory (NPL) déclare :« Cette recherche culmine nos efforts conjoints pour identifier un mécanisme antibactérien qui pourrait être exempt de la frustration de la persistance bactérienne. Nous pensons que ces résultats sont prometteurs pour l'évaluation systémique de l'efficacité antimicrobienne.

Les résultats sont rapportés dans ACS Nano et démontrer comment la bio-ingénierie et les mesures multimodales peuvent offrir et valider des solutions innovantes pour la santé, en s'appuyant sur les capacités naturelles de lutte contre les maladies.