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Dans la lutte contre les bactéries résistantes aux médicaments, les chercheurs du MIT ont sollicité l’aide de bactéries bénéfiques appelées probiotiques. Les chercheurs ont démontré qu’en utilisant une combinaison d’antibiotiques et de probiotiques, ils pouvaient éradiquer deux souches de bactéries résistantes aux médicaments qui infectent souvent les plaies.

Des probiotiques et des antibiotiques

Pour ce faire, ils ont encapsulé les bactéries probiotiques dans une enveloppe protectrice d’alginate – un matériau biocompatible empêchant les probiotiques d’être tués par l’antibiotique.

«Il y a tellement de bactéries qui résistent maintenant aux antibiotiques, ce qui pose un grave problème pour la santé humaine. Nous pensons qu’une façon de les traiter consiste à encapsuler un probiotique vivant et à le laisser faire son travail », explique Ana Jaklenec, chercheuse à l’Institut Koch pour la recherche sur le cancer et intégrée au MIT, et l’un des principaux auteurs de l’étude.

Si les tests à venir sur les animaux et les humains s’avéraient efficaces, la combinaison probiotique / antibiotique pourrait être incorporée dans les pansements où elle pourrait aider à guérir les plaies chroniques infectées, expliquent les chercheurs.

Robert Langer, professeur à l’Institut David H. Koch et membre de l’Institut Koch, est également l’auteur principal de cet article, publié dans la revue Advanced Materials du 17 octobre. Zhihao Li, ancien scientifique invité du MIT, est l’auteur principal de cette étude.

La guerre aux bactéries

Le corps humain contient des milliards de cellules bactériennes, dont plusieurs sont bénéfiques. Dans certains cas, ces bactéries aident à prévenir l’infection en sécrétant des peptides antimicrobiens et d’autres composés capables de tuer les souches pathogènes de bactéries. D’autres surpassent les souches nuisibles en absorbant des nutriments et d’autres ressources essentielles.

Les scientifiques ont déjà testé l’idée d’appliquer des probiotiques sur des plaies chroniques, et ils ont eu un certain succès avec des patients ayant subi une brûlure, explique Li. Cependant, les souches probiotiques ne peuvent généralement pas combattre toutes les bactéries présentes dans une plaie infectée. La combinaison de ces souches avec des antibiotiques traditionnels aiderait à tuer davantage de bactéries pathogènes, mais l’antibiotique pourrait également tuer les probiotiques.

L’équipe du MIT a trouvé un moyen de résoudre ce problème en encapsulant les probiotiques afin qu’elles ne soient pas affectées par l’antibiotique. Ils ont choisi l’alginate en partie parce qu’il est déjà utilisé dans les pansements contre les plaies chroniques, où il aide à absorber les sécrétions et à garder la plaie sec. En outre, les chercheurs ont également découvert que l’alginate est un composant des biofilms que forment des grappes de bactéries pour se protéger des antibiotiques.

«Nous avons examiné les composants moléculaires des biofilms et nous avons constaté que pour l’infection à Pseudomonas, l’alginate est très important pour sa résistance aux antibiotiques», explique Li. « Cependant, personne n’a encore utilisé cette capacité pour protéger les probiotiques des antibiotiques. »

Ils ont utilisé du Bio-K +

Pour cette étude, les chercheurs ont choisi d’encapsuler un type de probiotique disponible dans le commerce appelé Bio-K +, constitué de trois souches de bactéries Lactobacillus. On sait que ces souches tuent Staphylococcus aureus qui est résistant à la méthicilline (SARM). Le mécanisme exact par lequel elles font cela n’est pas connu.

Mais il est possible que les agents pathogènes soient sensibles à l’acide lactique produit par les probiotiques. Une autre possibilité est que les probiotiques sécrètent des peptides antimicrobiens ou d’autres protéines qui tuent les agents pathogènes ou perturbent leur capacité à former des biofilms.

Les chercheurs ont distribué les probiotiques encapsulés ainsi qu’un antibiotique appelé tobramycine, qu’ils ont choisie parmi d’autres antibiotiques qu’ils ont testés, car il tue efficacement Pseudomonas aeruginosa, une autre souche couramment trouvée dans les infections des plaies.

Lorsque les bactéries SARM et Pseudomonas aeruginosa étaient encapsulées en laboratoire et ont été exposés à la combinaison de Bio-K + encapsulé et à de la tobramycine, toutes les bactéries pathogènes ont été éliminées.

Cette combinaison a complètement éradiqué les bactéries

« C’était un effet assez drastique », explique Jaklenec. « Cette combinaison a complètement éradiqué les bactéries. » Lorsqu’ils ont essayé la même expérience avec des probiotiques non encapsulés, ils ont été tués par les antibiotiques, permettant ainsi à la bactérie SARM de survivre.

«Lorsque nous n’utilisions qu’un seul composant, des antibiotiques ou des probiotiques, ils ne pouvaient pas éradiquer tous les agents pathogènes. C’est quelque chose qui peut être très important dans les contextes cliniques où vous avez des plaies avec différentes bactéries et où les antibiotiques ne suffisent pas pour tuer toutes les bactéries », explique Li.

Une meilleure cicatrisation

Les chercheurs pensent que cette approche pourrait être utilisée pour développer de nouveaux types de bandages ou d’autres pansements pour les plaies, contenant des antibiotiques et des probiotiques encapsulés dans de l’alginate. Avant que cela ne puisse se produire, ils prévoient de tester cette approche chez les animaux et éventuellement chez l’homme.

«La bonne nouvelle à propos de l’alginate est qu’il est approuvé par la FDA et que les probiotiques que nous avons utilisé sont également approuvés. Je pense que les probiotiques peuvent révolutionner le traitement des plaies. Grâce à notre travail, nous avons élargi les possibilités d’application des probiotiques. », explique Li.

Source : MIT