Des chercheurs utilisent des nanoparticules pour tuer les bactéries dangereuses qui se cachent à l’intérieur des cellules humaines

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Macrophages in Culture
Macrophages en culture

Macrophages en culture. Crédit : Adam Taylor

Des chercheurs de l’Université de Southampton, en collaboration avec des collègues du Defense Science and Technology Laboratory (Dstl), ont développé une nouvelle technologie basée sur des nanoparticules pour tuer les bactéries dangereuses qui se cachent à l’intérieur des cellules humaines.

Burkholderia est un genre de bactérie qui provoque une maladie mortelle appelée mélioïdose. Cette maladie tue des dizaines de milliers de personnes chaque année, notamment en Asie du Sud-Est. Les antibiotiques administrés par voie orale ou intraveineuse ne fonctionnent souvent pas très bien contre elle, car les bactéries se cachent et se développent dans les globules blancs appelés macrophages.

De nouvelles recherches, dirigées par le Dr Nick Evans et le Dr Tracey Newman, ont montré que de minuscules capsules appelées polymersomes – qui sont environ 1000e le diamètre d’un cheveu humain – pourrait être utilisé pour transporter des antibiotiques tueurs d’insectes jusqu’au site où les bactéries se développent à l’intérieur des cellules. Leurs résultats ont été publiés dans la revue ACS Nano.

Les macrophages sont des cellules du système immunitaire qui ont évolué pour absorber les particules du sang, ce qui est crucial pour leur rôle de prévention des infections, mais cela signifie également qu’elles peuvent être exploitées par certaines bactéries qui les infectent et se développent à l’intérieur.

Dans cette étude, l’équipe de recherche a ajouté des polymersomes à des macrophages infectés par des bactéries. Leurs résultats ont montré que les polymersomes étaient facilement absorbés par les macrophages et associés aux bactéries à l’intérieur des cellules. Cela signifie qu’ils pourraient être un moyen efficace d’obtenir une concentration élevée d’antibiotiques sur le site de l’infection. L’équipe espère que cela pourrait éventuellement conduire à ce que les patients soient traités par injection ou inhalation de capsules chargées d’antibiotiques, sauvant ainsi de nombreuses vies chaque année.

Eleanor Porges, doctorante à la faculté de médecine de l’Université de Southampton et première auteure de l’étude, a déclaré : « Ce qui est si attrayant avec cette technologie, c’est que les antibiotiques ne sont libérés que lorsqu’ils arrivent là où ils sont nécessaires. Nous espérons qu’en faisant cela, nous pourrons peut-être utiliser moins d’antibiotiques et même réutiliser des antibiotiques qui ne seraient normalement pas considérés comme efficaces. »

Le Dr Nick Evans, professeur agrégé en bio-ingénierie à l’Université de Southampton, a ajouté : « Ce qui était intéressant, c’est que les recherches précédentes impliquaient une chimie compliquée pour concevoir les polymersomes afin de libérer le médicament au bon moment et au bon endroit par des changements de chaleur ou de échelle de pH. Nos recherches ont montré que cela n’est pas nécessaire, ce qui rend leur utilisation beaucoup moins complexe et peut-être plus facile à produire pour une utilisation clinique.

« Les résultats de notre étude ont été le fruit d’un véritable travail d’équipe, avec des personnes issues de formations en microbiologie, en imagerie et en nanotechnologie travaillant entre Dstl et Southampton. C’est ce qui a rendu les données si convaincantes.

L’équipe en est maintenant aux premières étapes de son développement pour une application clinique avec Dstl, la science au sein de la défense et de la sécurité du Royaume-Uni.

Référence : « Antibiotic-Loaded Polymersomes for Clearance of Intracellular Burkholderia thailandensis » par Eleanor Porges, Dominic Jenner, Adam W. Taylor, James SP Harrison, Antonio De Grazia, Alethia R. Hailes, Kimberley M. Wright, Adam O. Whelan, Isobel H. Norville, Joann L. Prior, Sumeet Mahajan, Caroline A. Rowland, Tracey A. Newman et Nicholas D. Evans, 5 novembre 2021, ACS Nano.
DOI : 10.1021/acsnano.1c05309

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