La « rentrée », c'est acheter des stylos et du papier, déterminer le nouveau trajet de bus et… des maux d'oreilles. Les médecins traitent généralement ces infections avec des antibiotiques, mais les enfants ne terminent pas toujours le traitement, ce qui accélère la résistance à ces médicaments. Aujourd’hui, les chercheurs rapportent avoir développé un système nanométrique à usage unique qui est peu susceptible de générer une résistance. En utilisant un composé similaire à l'eau de Javel chez les animaux testés, ils ont montré qu'il peut tuer un type de bactérie responsable des otites, et qu'il pourrait un jour être facilement appliqué sous forme de gel.
Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion d'automne de l'American Chemical Society (ACS).
"Nous avons initialement conçu cette idée en examinant l'eau de Javel, un nettoyant ménager. Même s'il est utilisé depuis le 19ème siècle, les bactéries ne semblent pas avoir développé de résistance généralisée à ce nettoyant", explique Rong Yang, Ph.D., le chercheur principal du projet.
Mais Yang prévient rapidement que les gens ne devraient pas traiter les infections avec de l'eau de Javel. La solution vendue dans les magasins est très concentrée et caustique, mais lorsqu'elle est utilisée de manière correctement contrôlée à des concentrations extrêmement faibles, l'ingrédient actif de l'eau de Javel est considéré comme compatible avec les tissus vivants.
Après avoir réalisé que l’ingrédient actif du nettoyant ménager pouvait contourner la résistance aux antibiotiques, les chercheurs de l’Université Cornell ont décidé de s’attaquer à un fléau infantile quasi universel :les otites aiguës. Ces infections touchent plus de 95 % des enfants aux États-Unis et le traitement nécessite généralement la prise d’antibiotiques pendant cinq à dix jours. Cependant, ces régimes peuvent provoquer des effets secondaires problématiques, conduisant certaines familles à interrompre prématurément le traitement, en particulier si les symptômes disparaissent. Mais une mauvaise utilisation de ces médicaments peut accélérer le développement de la résistance aux antibiotiques, ce qui rend les infections plus difficiles, voire impossibles, à traiter. Ce problème figure parmi les plus grandes menaces pour la santé mondiale, selon l'Organisation mondiale de la santé.
Les bactéries réussissent mieux à lutter contre certaines substances que d’autres. L'acide hypochlorique issu de l'eau de Javel appartient à une famille de composés, connus sous le nom d'acides hypohaleux, auxquels les bactéries n'ont pas encore développé de résistance significative, probablement en raison des nombreuses façons dont ces acides hautement réactifs endommagent les cellules microbiennes, explique Yang.
Parce que ces substances se décomposent rapidement, Yang et ses collègues ont cherché à en générer une, selon les besoins, derrière le tympan de l'oreille moyenne, là où se produisent les infections de l'oreille. Ils se sont inspirés d'une enzyme issue du varech géant, qui convertit le peroxyde d'hydrogène (H2 O2 ) en acide hypobromeux (HOBr), un parent chimique de l'eau de Javel.
Cause fréquente d'otites, la bactérie Streptococcus pneumoniae produit du H2 O2 pour combattre d'autres microbes. Pour imiter l'enzyme du varech, qui contient le vanadium métallique, Yang et ses collègues ont conçu des nanofils constitués de pentoxyde de vanadium (V2 O5 ). Ceux-ci produisent du HOBr uniquement en présence du H2 O2 -productrices de bactéries, et leur forme en forme de bâtonnet aide à les maintenir en place en réduisant leur capacité à se diffuser dans les fluides corporels.
Lors de tests sur des chinchillas, qui contractent des otites causées par les mêmes agents pathogènes que les enfants humains, ils ont réussi à éliminer la plupart des S. pneumoniae. Yang et ses collègues ont découvert qu'après le traitement avec les nanofils, les tympans des animaux, autrefois enflammés, étaient revenus à la normale. Entre-temps, des tests sur des animaux sains ont montré que le traitement n'interférait pas avec l'audition.
Pour ces expériences, les chercheurs ont injecté les nanofils directement dans l'oreille moyenne. Dans des travaux plus récents sur les chinchillas, ils ont développé une méthode moins invasive et plus pratique pour livrer les fils. En décorant les nanofils avec des peptides connus pour transporter de petites particules à travers le tympan, Yang et son équipe ont découvert qu'ils pouvaient administrer le traitement par voie topique sous forme de gel déposé dans le conduit auditif. Une fois le gel appliqué, les nanofils qu’il contient traversaient le tissu intact. Ils explorent également d'autres approches pour faire passer les nanofils à travers le tympan.
Parce que les autres bactéries responsables des otites ne produisent pas de H2 O2 , les chercheurs examinent actuellement si ce système est efficace en présence de microbes autres que S. pneumoniae, et comment ils pourraient l'adapter pour lutter contre les autres microbes.
Les chercheurs n’ont pas encore réalisé d’études pour déterminer combien de temps le système reste en place, bien que leurs preuves suggèrent que les nanofils s’écoulent hors de l’oreille moyenne une fois l’infection disparue. Cependant, Yang soupçonne qu'ils pourraient adapter les propriétés des nanofils pour qu'ils restent en place pendant de longues périodes par la suite. Cette dernière approche pourrait permettre de prévenir les infections récurrentes qui touchent de nombreux enfants.
"Si la bactérie réapparaît, le système pourrait redémarrer, de sorte que les enfants n'auraient pas besoin d'antibiotiques à plusieurs reprises et n'engendreraient plus de résistance en cours de route", explique Yang.
Plus d'informations : Éradication des otites via la synthèse autonome d’antimicrobiens, ACS automne 2023.
Fourni par l'American Chemical Society
