Éliminer les bactéries résistantes grâce aux nanoparticules
Dans la course aux armements «l'humanité contre les bactéries», les bactéries ont actuellement une longueur d'avance sur nous. Nos anciennes armes miracles, les antibiotiques, échouent de plus en plus fréquemment lorsque les germes utilisent des manœuvres rusées pour se protéger des effets de ces médicaments. Certaines espèces se réfugient même à l'intérieur des cellules humaines, où elles restent «invisibles» pour le système immunitaire. Parmi ces agents pathogènes particulièrement redoutables figurent les staphylocoques multirésistants (SARM), qui peuvent provoquer des maladies potentiellement mortelles telles que la septicémie ou la pneumonie.
Pour traquer les germes dans leurs cachettes et les éliminer, une équipe de chercheur·ses de l'ETH Zurich et de l'Empa développe actuellement des nanoparticules qui utilisent un tout autre mode d'action que les antibiotiques classiques: Alors que les antibiotiques pénètrent difficilement dans les cellules humaines, ces nanoparticules peuvent pénétrer dans la membrane des cellules touchées. Une fois là, elles peuvent combattre les bactéries.
Bioglass et métal
L'équipe dirigée par Inge Herrmann, professeure de systèmes nanoparticulaires à l'ETH Zurich et chercheuse à l'Empa de Saint-Gall, a utilisé l'oxyde de cérium, un matériau aux propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires, sous sa forme de nanoparticules. Les chercheur·ses ont combiné l'oxyde de cérium avec un matériau céramique bioactif appelé bioglass et ont synthétisé des nanoparticules hybrides à partir des deux matériaux.
En culture cellulaire et par microscopie électronique, il·les ont étudié les interactions entre les nanoparticules hybrides, les cellules humaines et les 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 chercheur·ses bloquaient spécifiquement l'absorption des particules hybrides dans les cellules, l'effet antibactérien disparaissait.
Le développement de la résistance est moins probable
Le mode d'action exact des particules n'est pas encore totalement compris. Il a été démontré que d'autres métaux ont également des effets antimicrobiens. Toutefois, le cérium est moins toxique pour les cellules humaines que l'argent, par exemple. Les scientifiques supposent actuellement que les nanoparticules affectent la membrane cellulaire des bactéries, créant des espèces réactives de l'oxygène qui entraînent la destruction des germes. La membrane cellulaire des cellules humaines étant structurée différemment de celle des bactéries, nos cellules ne sont pas affectées par ce processus.
Les chercheur·ses pensent qu'il est moins probable qu'une résistance se développe contre un mécanisme de ce type. Ensuite, les chercheur·ses souhaitent 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, efficace à l'intérieur des cellules infectées.
