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Les scientifiques ont révélé comment les nanomatériaux inspirés des ailes d’insectes sont capables de détruire les bactéries au contact. Les ailes des cigales et des libellules sont des tueurs de bactéries naturels, un phénomène qui a incité les chercheurs à chercher des moyens de vaincre les superbactéries résistantes aux médicaments.

Les ailes des insectes

De nouvelles surfaces antibactériennes sont en cours de développement, présentant différentes nanomodèles qui imitent l’action mortelle des ailes d’insectes, mais les scientifiques commencent seulement à percer les mystères de leur fonctionnement.
Dans une étude des chercheurs ont détaillé exactement comment ces modèles détruisent les bactéries – en les étirant, en les tranchant ou en les déchirant. L’auteur principal, Elena Ivanova, professeur distingué de l’université RMIT, a déclaré que la découverte de moyens non chimiques de tuer les bactéries était essentielle, avec plus de 700 000 personnes qui meurent chaque année à cause d’une infection bactérienne résistante aux médicaments.
« La résistance des bactéries aux antibiotiques est l’une des plus grandes menaces pour la santé mondiale et le traitement de routine des infections devient de plus en plus difficile », a déclaré Mme Ivanova. « Lorsque nous nous tournons vers la nature pour trouver des idées, nous constatons que les insectes ont développé des systèmes antibactériens très efficaces.
« Si nous pouvons comprendre exactement comment les nanomodèles inspirés par les insectes tuent les bactéries, nous pouvons être plus précis dans l’ingénierie de ces formes pour améliorer leur efficacité contre les infections. « Notre but ultime est de développer des surfaces antibactériennes peu coûteuses et modulables pour les implants et les hôpitaux, afin de fournir de nouvelles armes puissantes dans la lutte contre les superbactéries mortelles ».

des-nanopiliers-des-ailes-des-insectes Des nanopiliers de libellules grossies 20 0000 fois.

Des surfaces antibactériennes

Les ailes des cigales et des libellules sont recouvertes de minuscules nanopiliers, qui ont été les premiers nanomodèles développés par les scientifiques pour imiter leurs effets bactéricides. Depuis lors, ils ont également mis au point avec précision d’autres nanomodèles comme des feuilles et des fils, tous conçus pour endommager physiquement les cellules bactériennes.
Les bactéries qui atterrissent sur ces nanostructures se retrouvent tirées, étirées ou coupées en morceaux, ce qui provoque la rupture de la membrane cellulaire bactérienne et finit par les tuer. Cette nouvelle étude catégorise pour la première fois les différentes façons dont ces nanomodèles de surface fournissent les forces mécaniques nécessaires pour faire éclater la membrane cellulaire.
« Nos nanostructures biomimétiques synthétiques varient considérablement dans leurs performances antibactériennes et on ne sait pas toujours pourquoi », a déclaré Mme Ivanova. « Nous nous sommes également efforcés de déterminer la forme et les dimensions optimales d’un nanomodèle particulier, afin de maximiser sa puissance létale.
« Alors que les surfaces synthétiques que nous avons développées font passer la nature à un niveau supérieur, même en regardant les libellules nous constatons que différentes espèces ont des ailes qui tuent mieux certaines bactéries que d’autres. « Lorsque nous examinons les ailes à l’échelle nanométrique, nous constatons des différences dans la densité, la hauteur et le diamètre des nanopiliers qui recouvrent les surfaces de ces ailes, nous savons donc qu’il est essentiel de mettre au point les bonnes nanostructures ».

Une nouvelle ère de nanotechnologie antimicrobienne

Selon Mme Ivanova, la production de surfaces nanostructurées en grands volumes de manière rentable afin qu’elles puissent être utilisées dans des applications médicales ou industrielles, reste un défi. Mais les récentes avancées dans les technologies de nanofabrication sont prometteuses pour ouvrir une nouvelle ère de nanotechnologie antimicrobienne biomédicale, a-t-elle dit.
Dans la vidéo ci-dessous, l’équipe nous explique leurs travaux.

Cette recherche a été publiée dans Nature Reviews Microbiology.
Source : RMIT University
Crédit photo : Pexels / Capture d’écran (vidéo)

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