Trouver des alternatives aux antibiotiques est l'un des plus grands défis auxquels la communauté de la recherche est confrontée. Les bactéries sont de plus en plus résistantes à ces médicaments, et cette résistance entraîne la mort de plus de 25, 000 dans le monde. Maintenant, une équipe multidisciplinaire de chercheurs de l'Universitat Rovira i Virgili, l'Université de Grenoble (France), l'Université de la Sarre (Allemagne) et l'Université RMIT (Australie) ont découvert que la déformation mécanique des bactéries est un mécanisme toxique qui peut tuer les bactéries avec des nanoparticules d'or. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Matériaux avancés et constituent une percée dans la compréhension des chercheurs des effets antibactériens des nanoparticules et de leurs efforts pour trouver de nouveaux matériaux aux propriétés bactéricides.

Depuis l'époque de l'Egypte ancienne, l'or a été utilisé dans une gamme d'applications médicales et, plus récemment, que pour diagnostiquer et traiter des maladies telles que le cancer. Cela est dû au fait que l'or est un matériau chimiquement inerte, C'est, il ne réagit pas ou ne change pas lorsqu'il entre en contact avec un organisme. Au sein de la communauté scientifique, les nanoparticules sont connues pour leur capacité à rendre les tumeurs visibles et pour leurs applications en nanomédecine.

Cette nouvelle recherche montre que ces nanoparticules chimiquement inertes peuvent tuer les bactéries grâce à un mécanisme physique qui déforme la paroi cellulaire. Pour le démontrer, les chercheurs ont synthétisé en laboratoire des nanoparticules d'or en forme de sphère presque parfaite et d'autres en forme d'étoiles, tous mesurant 100 nanomètres (8 fois plus fins qu'un cheveu). Le groupe a analysé comment ces particules interagissent avec les bactéries vivantes. « Nous constatons que les bactéries se déforment et se dégonflent comme une boule qui fait sortir l'air avant de mourir en présence de ces nanoparticules, " a expliqué Vladimir Baulin, chercheur au Département de Génie Chimique de l'URV. Les chercheurs déclarent que la bactérie semble être morte après une fuite massive, "comme si la paroi cellulaire avait explosé spontanément."

Les scientifiques pensaient qu'un mécanisme physique pourrait être responsable de la mort de la bactérie. Par conséquent, ils ont effectué des simulations numériques pour analyser comment une couche homogène de nanoparticules individuelles pourrait appliquer une tension mécanique suffisante à la paroi cellulaire des bactéries qu'elle finit par briser apparemment en s'étirant, comme un ballon qui est gonflé à partir de différents points jusqu'à ce qu'il explose.

Pour confirmer cette hypothèse, les chercheurs ont créé un modèle artificiel d'une membrane cellulaire bactérienne pour évaluer sa réponse lorsqu'elle est entrée en contact avec les nanoparticules d'or de 100 nm. "Nous avons constaté que le modèle se contractait spontanément jusqu'à ce qu'il s'effondre complètement, prouvant ainsi l'hypothèse que les nanoparticules appliquent un étirement mécanique sur la membrane cellulaire des bactéries, " affirma Baulin.