Des nanostructures contre la résistance aux antibiotiques

Peptides spéciaux contre supergermes

17 oct. 2016 | CORNELIA ZOGG
Divers peptides ont des effets antibactériens – le problème, c’est qu’ils se décomposent beaucoup trop vite dans le corps pour déployer leurs effets.  Des chercheurs de l’Empa sont parvenus à entourer les peptides d’une sorte d’enveloppe protectrice qui pourrait prolonger leur durée de vie dans le corps humain. C’est un pas important, car les peptides sont une solution possible dans le combat contre des bactéries résistantes aux antibiotiques.
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Un capillaire à rayons X qui est en cours de remplissage. Image: Empa

Ils sont présents chez de nombreux êtres vivants et représentent une arme naturelle contre les bactéries présentes dans le corps : on les appelle les peptides antimicrobiens. Ils offrent une alternative possible – et désormais vraiment indispensable – aux antibiotiques conventionnels, mais n’ont pu être utilisés avec succès sur le plan clinique jusqu’à présent. La raison en est leur structure, qui fait en sorte que les peptides se décomposent assez rapidement à l’intérieur du corps humain, à savoir avant qu’ils ne déploient leur effet antibactérien.

Dans la section « Biointerfaces » de l’Empa, à Saint-Gall, une équipe – sous la direction de Stefan Salentinig et en collaboration avec l’université de Copenhague – est parvenue à développer une sorte de système de navette composé de nanomatériaux cristallins liquides (les dénommés «nanocarriers»), qui protègent les peptides afin de les conduire sûrement à leur but. Les résultats de l'étude ont récemment été publiés dans le «Journal of Physical Chemistry Letters». Les «nanocarriers» développés se composent de dénommés lipides structurants qui hébergent les peptides antibactériens et les conservent ou les libèrent en fonction du type de structure. Des premiers tests effectués sur des cultures bactériologiques ont montré que les peptides sont entièrement enfermés par les «nanocarriers» et qu’ils restent donc stables. Mais aussitôt qu’ils sont libérés, ils déploient entièrement leur effet et se révèlent fort efficaces dans la lutte contre les bactéries.

Les peptides, c’est bien – les peptides enfermés dans une nanocapsule, c’est mieux
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Les peptides se trouvent à l’intérieur de l’enveloppe protectrice du «nanocarrier». L’activité antimicrobienne du peptide se déploie aussitôt que la structure du « nanocarrier » se modifie par des influences extérieures.

Les scientifiques ont constaté une autre propriété du nanoporteur. Les peptides «isolés» sont déjà efficaces contre les bactéries – mais combinés à leur structure portante, ils sont bien plus puissants encore. Ainsi, l’enveloppe protectrice de lipides développée ne garantit pas seulement que les peptides arrivent sûrement là où ils doivent déployer leurs effets, mais elle renforce aussi ces effets en ce lieu. Le travail de recherche de l’Empa et de l’université de Copenhague pourrait donc constituer un premier pas dans la lutte réussie contre les bactéries résistantes aux antibiotiques, car les peptides se servent d’un autre mécanisme actif que les antibiotiques et détruisent la membrane des bactéries. Même les supergermes résistant aux antibiotiques ne sont pas armés contre cela. «Bien sûr, il arrivera peut-être un jour où les bactéries s’adapteront aussi à cela», explique Salentinig. Mais cela ne se fera pas du jour au lendemain; une nouvelle arme est apparue dans notre arsenal pour lutter contre les bactéries multirésistantes.

En un second temps, les chercheurs souhaitent structurer les nanoporteurs de façon telle qu’ils déploient leur effet à un moment très précis. Les peptides doivent donc être protégés à l’intérieur de la nanostructure, et n’en être libérés qu’en cas de besoin et par une modification de la structure. «Par simple clic», pour ainsi dire. C’est essentiel surtout dans le domaine médical, par exemple lors du traitement de plaies ouvertes ou pour l’utilisation de cathéters.

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Rédaction / Contact médias

Literature
Gontsarik M., Buhmann M., Yaghmur A., Ren Q., Maniura-Weber K., Salentinig S. Antimicrobial Peptide-Driven Colloidal Transformations in Liquid-Crystalline Nanocarriers, The Journal of Physical Chemistry Letters 7(17): 3482-6 (2016), doi:10.1021/acs.jpclett.6b01622

Biointerfaces International 2016
Les résultats de l'étude Empa ont été présentés récemment lors de la conférence « Biointerfaces International 2016 » à Zurich. Plus de 450 scientifiques provenant de la recherche et de l’industrie se sont réunis pour trois jours à l’université de Zurich. La conférence a été organisée par Marcus Textor (ETH Zurich), Katharina Maniura (Empa) et Werner Rusch et Jörg Güttinger (NTN Innovative Surfaces). Plus de 60 présentations et 170 posters ont été présentés et ont fait de la conférence une grande réussite. Vous trouverez plus d’informations relatives à la conférence ici.