De nouvelles nanoparticules développées par des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Empa détectent les bactéries multirésistantes qui se cachent dans les cellules du corps et les tuent. L'objectif des scientifiques est de développer un agent antibactérien efficace là où les antibiotiques conventionnels restent inefficaces.

Dans la course aux armements "l'humanité contre les bactéries, " Les bactéries sont actuellement devant nous. Nos anciennes armes miracles, antibiotiques, échouent de plus en plus fréquemment lorsque les germes utilisent des manœuvres délicates pour se protéger des effets de ces médicaments. Certaines espèces se retirent même à l'intérieur des cellules humaines, où ils restent "invisibles" pour le système immunitaire. Ces agents pathogènes particulièrement redoutés comprennent les staphylocoques multirésistants (SARM), qui peuvent provoquer des maladies mortelles telles que la septicémie ou la pneumonie.

Afin de traquer les germes dans leurs cachettes et de les éliminer, une équipe de chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Empa développe actuellement des nanoparticules qui utilisent un mode d'action complètement différent des antibiotiques conventionnels :alors que les antibiotiques ont du mal à pénétrer dans les cellules humaines, ces nanoparticules peuvent pénétrer la membrane des cellules affectées. Une fois là, ils peuvent combattre les bactéries.

Bioverre et métal

L'équipe dirigée par Inge Herrmann, professeur de systèmes nanoparticulaires à l'ETH Zurich et chercheur à l'Empa à Saint-Gall, oxyde de cérium usagé, un matériau aux propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires sous sa forme nanoparticulaire. Les chercheurs ont combiné l'oxyde de cérium avec un matériau céramique bioactif connu sous le nom de bioverre et ont synthétisé des hybrides de nanoparticules à partir des deux matériaux.

En culture cellulaire et en microscopie électronique, ils ont étudié les interactions entre les nanoparticules hybrides, cellules humaines et bactéries. Lorsque les scientifiques ont traité des cellules infectées par des bactéries avec les nanoparticules, les bactéries à l'intérieur des cellules ont commencé à se dissoudre. Cependant, si les chercheurs bloquaient spécifiquement l'absorption des particules hybrides dans les cellules, l'effet antibactérien a disparu.

Développement de résistance moins probable

Le mode d'action exact des particules n'est pas encore entièrement compris. Il a été démontré que d'autres métaux ont également des effets antimicrobiens. Cependant, le cérium est moins toxique pour les cellules humaines que, par exemple, argent. Les scientifiques supposent actuellement que les nanoparticules affectent la membrane cellulaire des bactéries, créant des espèces réactives de l'oxygène qui conduisent à la destruction des germes. Puisque la membrane cellulaire des cellules humaines est structurée différemment de celle des bactéries, nos cellules ne sont pas affectées par ce processus.

Les chercheurs pensent que la résistance est moins susceptible de se développer contre un mécanisme de ce genre. Prochain, les chercheurs visent à analyser plus en détail les interactions des particules dans le processus d'infection afin d'optimiser davantage la structure et la composition des nanoparticules. Leur objectif est de développer un agent antibactérien simple et robuste qui soit efficace à l'intérieur des cellules infectées.