Bactéricide photosensible
Un nanomatériau doté d'un "interrupteur" tue les bactéries Gram négatif ou Gram positif
Les infections associées aux soins de santé sont un problème courant dans le traitement des plaies suppurantes, tout comme l'augmentation des bactéries multirésistantes. Afin de lutter efficacement et sélectivement contre les infections bactériennes, une équipe de chercheurs a mis au point un nanomatériau bactéricide doté d'un "interrupteur" photochimique qui peut être dirigé soit contre les bactéries à Gram positif, soit contre les bactéries à Gram négatif. Comme l'indique l'équipe dans son étude publiée dans Angewandte Chemie, son efficacité contre le SARM peut être étendue à d'autres infections bactériennes sélectives.
© Wiley-VCH
Les infections résistantes aux antibiotiques sont devenues un problème urgent de santé publique, en particulier dans les hôpitaux. Bon nombre des espèces bactériennes en question sont très répandues dans la nature, mais elles peuvent provoquer des infections beaucoup plus graves, parfois impossibles à traiter, chez les patients immunodéprimés. Les matériaux bactéricides offrent une nouvelle approche de la lutte contre les infections associées aux soins de santé, sans recours aux antibiotiques. Mrinmoy De et ses collègues de l'Institut indien des sciences de Bengaluru, en Inde, sont parvenus à produire un nanomatériau sensible à la lumière UV-visible qui peut être commuté pour cibler les bactéries Gram-positives ou Gram-négatives.
Ces deux types de bactéries ont des structures et des compositions de membranes extérieures très différentes. Les bactéries à Gram positif, y compris le staphylocoque doré résistant à la méthicilline (SARM), ont une membrane bactérienne principalement composée de peptidoglycanes. En revanche, les bactéries à Gram négatif, dont Pseudomonas aeruginosa, une autre bactérie associée aux soins de santé qui présente une résistance problématique aux antibiotiques à large bande, ont une membrane interne et externe principalement composée de phospholipides et d'une fine couche de peptidoglycanes. "Il est important d'obtenir une activité bactéricide sélective des souches", explique M. De.
Pour obtenir un agent bactéricide capable d'interagir sélectivement avec les deux surfaces chimiques, l'équipe a conçu un nanomatériau fonctionnalisé composé de disulfure de molybdène (MoS2) avec des groupements azobenzène auxquels ont été attachés des groupes aminés quaternaires chargés positivement. Alors que le MoS2 est un bactéricide et que les groupes aminés quaternaires permettent la dépolarisation de la membrane, les groupements azobenzènes introduisent un changement de la nanostructure sous l'effet de la lumière, passant d'une forme trans allongée à une forme cis incurvée, afin de créer des interactions de surface sélectives.
L'équipe a utilisé plusieurs sondes chimiques et mesures optiques pour déterminer que les formes cis et trans du nanomatériau tuaient les bactéries, mais de manière très différente. Pour la bactérie Gram-négative P. aeruginosa, la forme trans a dépolarisé la membrane bactérienne et l'a percée en profondeur. Cela a permis au nanomatériau MoS2 de générer des espèces réactives de l'oxygène intracellulaires et de tuer la bactérie. À l'inverse, la souche MRSA à Gram positif a réagi plus efficacement à la forme cis. Dans ce cas, la paroi cellulaire a été endommagée et rompue par des interactions spécifiques.
En "basculant" simplement le commutateur UV de l'état trans à l'état cis, l'équipe a pu contrôler la sélectivité pour l'un ou l'autre type de bactérie. Ils ont démontré l'efficacité de leur nanomatériau en réussissant à guérir des plaies infectées par le SARM sur des modèles de souris. Les plaies se sont complètement refermées après 10 jours lorsqu'elles ont été traitées avec le réactif cis, alors que le traitement antibiotique habituel à la vancomycine n'a pas permis une guérison rapide.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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