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19 march 2017 |
La Revue POLYTECHNIQUE
Des nanostructures contre la résistance aux antibiotiques
Divers peptides ont des effets antibactériens, mais 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 capables de lutter contre des bactéries résistantes aux antibiotiques.
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 – désormais vraiment indispensable – aux antibiotiques conventionnels, mais on n’a pu jusqu’à présent les utiliser avec succès sur le plan clinique. C’est en raison de leur structure, qui fait en sorte que les peptides se décomposent assez rapidement dans le corps humain, avant qu’ils déploient leur effet antibactérien.
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Un capillaire à rayons X en cours de remplissage. (Illustration: Empa)
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Des «nanocarriers» qui protègent les peptides
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 – dénommés «nanocarriers» –, qui protègent les peptides afin de les conduire sûrement à leur but. Les résultats de l’étude ont été publiés dans le Journal of Physical Chemistry Letters.
Les «nanocarriers» développés se composent de 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 leurs effets et se révèlent très efficaces dans la lutte contre les bactéries.
Des peptides enfermés dans une nanocapsule
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. Ainsi, l’enveloppe protectrice de lipides développée garantit non seulement que les peptides arrivent sûrement là où ils doivent déployer leurs effets, mais elle renforce aussi ceux-ci. Le travail de recherche de l’Empa et de l’université de Copenhague pourrait donc constituer un premier pas dans la lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques, car les peptides se servent d’un autre mécanisme actif que celui des antibiotiques et détruisent la membrane des bactéries. Même les supergermes résistant aux antibiotiques ne sont pas armés contre cela.
«Bien sûr, peut-être un jour les bactéries s’adapteront-elles aussi à cela», explique Stefan 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.
Dans un second temps, les chercheurs souhaitent structurer les nanoporteurs afin qu’ils déploient leur effet à un moment précis. Les peptides doivent donc être protégés à l’intérieur de la nanostructure, pour être libérés uniquement en cas de besoin et par une modification de la structure. Par un simple clic, pour ainsi dire. C’est essentiel surtout dans le domaine médical, lors du traitement de plaies ouvertes ou pour l’utilisation de cathéters, par exemple.
Bibliographie
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
Stefan Salentinig
Biointerfaces
Tél. 058 765 72 02
stefan.salentinig@empa.ch
Katharina Maniura
Biointerfaces
Tél. 058 765 74 47
katharina.maniura@empa.ch
