La septicémie, la réaction excessive du corps à une infection, affecte plus de 1,5 million de personnes et en tue au moins 270 000 chaque année aux États-Unis seulement. Le traitement standard d'antibiotiques et de fluides n'est pas efficace pour de nombreux patients, et ceux qui survivent courent un risque de décès plus élevé.

Dans une nouvelle recherche publiée dans la revue Nature Nanotechnology Aujourd'hui, le laboratoire de Shaoqin "Sarah" Gong, professeur au Wisconsin Institute for Discovery de l'Université du Wisconsin à Madison, a présenté un nouveau traitement à base de nanoparticules qui délivre des molécules anti-inflammatoires et des antibiotiques.

Le nouveau système a sauvé la vie de souris avec une version induite de la septicémie destinée à servir de modèle pour les infections humaines, et constitue une preuve de concept prometteuse pour une nouvelle thérapie potentielle, en attendant des recherches supplémentaires.

Les nouvelles nanoparticules ont fourni le produit chimique NAD ⁺ ou sa forme réduite NAD(H), une molécule qui joue un rôle essentiel dans les processus biologiques qui génèrent de l'énergie, préservent le matériel génétique et aident les cellules à s'adapter et à surmonter le stress. Alors que le NAD(H) est bien connu pour sa fonction anti-inflammatoire, l'application clinique a été entravée car le NAD(H) ne peut pas être absorbé directement par les cellules.

« Pour permettre la traduction clinique, nous devons trouver un moyen de délivrer efficacement le NAD(H) aux organes ou cellules ciblés. Pour atteindre cet objectif, nous avons conçu quelques nanoparticules capables de transporter et de libérer directement le NAD(H) dans la cellule. , tout en empêchant la libération prématurée des médicaments et leur dégradation dans la circulation sanguine », déclare Gong, qui occupe également des postes au Département de génie biomédical et au Département d'ophtalmologie et des sciences visuelles de l'UW School of Medicine and Public Health.

Le travail interdisciplinaire a été dirigé par Gong avec Mingzhou Ye et Yi Zhao, deux boursiers postdoctoraux du laboratoire Gong. John-Demian Sauer, professeur au Département de microbiologie médicale et d'immunologie, a également collaboré au projet.

La septicémie peut être mortelle en deux phases. Tout d'abord, une infection commence dans le corps. Le système immunitaire réagit en créant une inflammation drastique qui altère la circulation sanguine et forme des caillots sanguins, ce qui peut entraîner la mort des tissus et déclencher une réaction en chaîne entraînant une défaillance des organes. Par la suite, le corps se surcorrige en supprimant le système immunitaire, ce qui augmente à son tour la sensibilité aux infections. Le contrôle des complications causées par l'inflammation est vital dans le traitement du sepsis.

Les nanoparticules de structure organométallique ou de phosphate de calcium enrobées de lipides conçues par le laboratoire Gong peuvent être utilisées pour co-administrer du NAD(H) et des antibiotiques. Le laboratoire de Gong a testé les nanoparticules chargées de NAD(H) dans plusieurs modèles de souris, notamment l'endotoxémie, la bactériémie polymicrobienne induite par des agents pathogènes multirésistants, ainsi qu'un modèle de septicémie induite par la perforation avec infection secondaire par une bactérie pathogène courante appelée P aeruginosa .

Le traitement aux nanoparticules a donné de bien meilleurs résultats que l'utilisation de NAD(H) seul. Par exemple, dans un modèle murin d'endotoxémie, des souris sans aucun traitement ou traitées avec du NAD(H) libre sont mortes dans les deux jours. En revanche, les souris traitées avec des nanoparticules chargées de NAD(H) ont toutes survécu. Ces études animales ont démontré que les nanoparticules de NAD(H) peuvent aider à maintenir un système immunitaire sain, à soutenir la fonction des vaisseaux sanguins et à prévenir les lésions multiorganiques.

Cette technologie pourrait ouvrir la voie au développement d'une nouvelle thérapie clinique pour le sepsis qui pourrait également être appliquée dans d'autres scénarios liés à l'inflammation, comme le traitement au COVID-19. Un avantage supplémentaire de cette thérapie est la capacité de traiter l'infection avec des quantités plus faibles d'antibiotiques, ce qui réduit leur utilisation excessive. Des recherches supplémentaires sur des modèles animaux plus grands seront nécessaires avant que les essais cliniques chez l'homme puissent commencer.

"Les nanoparticules de NAD(H) ont le potentiel de traiter de nombreuses autres maladies car le NAD(H) est impliqué dans de nombreuses voies biologiques. Il existe des preuves solides de l'utilisation du NAD(H) comme intervention ou aide dans les maladies graves", dit Gong. + Explorer plus loin

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