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Des scientifiques du NPL, en collaboration avec des partenaires de l’Université de Cambridge, de l’Université d’Exeter, du King’s College London et de l’University College London, ont mis au point un mécanisme pour lutter contre les infections bactériennes persistantes et résistantes.

Un mécanisme antibactérien qui s’inspire des virus

L’augmentation des superbactéries est une préoccupation importante dans la communauté médicale car les bactéries évoluent pour échapper aux traitements existants plus rapidement que les nouveaux antibiotiques ne peuvent être développés. Plutôt que de chercher des antibiotiques qui existent dans la nature, comme cela a été le cas pour les précédentes avancées, l’équipe en a conçu un en s’inspirant des virus.
Maxim Ryadnov, responsable scientifique du NPL explique: « les virus sont des objets géométriques. Ils sont comme des cages solides construites à partir de minuscules blocs collés ensemble avec une précision atomique. Nous prenons cette forme, nous enlevons leurs protéines virales et nous nous retrouvons avec un modèle ».
Pour réaliser un tel exploit, cette équipe de recherche interdisciplinaire a adopté les principes géométriques de l’architecture des virus pour concevoir un produit biologique synthétique – la protéine Ψ-capside – qui s’assemble à partir d’un petit motif moléculaire présent dans les cellules humaines. Ce motif permet de reconnaître les motifs moléculaires associés aux agents pathogènes sur les surfaces bactériennes, mais est en soi faiblement antimicrobien. En revanche, chaque capside, qui comprend de multiples copies du motif, délivre un afflux de doses élevées d’antimicrobiens dans sa position de liaison précise sur une cellule bactérienne.

Les capsides formaient des nanopores 

En utilisant une combinaison d’imagerie à l’échelle nanométrique et unicellulaire, l’équipe a démontré que les capsides infligeaient des dommages irréparables aux bactéries, formant rapidement des nanopores dans leurs membranes et atteignant des cibles intracellulaires. Les capsides étaient tout aussi efficaces sous l’une ou l’autre de leurs formes chirales, qui peuvent les rendre invisibles au système immunitaire de l’hôte, tuants différents phénotypes de bactéries et de superbactéries sans cytotoxicité in vitro et in vivo.
À l’UCL, les scientifiques ont visualisé comment les capsides ont atteint leurs cibles et ont ensuite créé des trous de la taille d’un nanomètre, qui sont mortels pour les bactéries. Selon Katharine Hammond, chercheuse au NPL et doctorante à l’UCL : « en balayant une pointe acérée sur la surface de la membrane, comme le ferait un doigt miniature pour lire le braille, nous avons pu tracer les contours des capsides sur les membranes et observer en temps réel comment elles perçaient des trous dans les membranes cibles ».

Des résultats prometteurs dans la lutte contre la persistance bactérienne

Ibolya Kepiro, chercheur supérieur au NPL déclare « cette recherche est l’aboutissement de nos efforts communs pour identifier un mécanisme antibactérien qui pourrait lutter efficacement contre la persistance bactérienne. Nous pensons que ces résultats sont prometteurs pour l’évaluation systémique de l’efficacité des antimicrobiens ».Ces résultats démontrent comment la bio-ingénierie et les mesures multimodales peuvent offrir et valider des solutions innovantes en matière de soins de santé, en s’appuyant sur les capacités naturelles de lutte contre les maladies.
Cette recherche a été publiée dans ACS Nano.
Source : National Physical Laboratory
Crédit photo : Pixabay

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