Les particules artificielles peuvent devenir des antibiotiques du futur "


Les particules artificielles peuvent devenir des antibiotiques du futur

Il existe un besoin urgent de nouvelles approches pour lutter contre les bactéries nocives car la menace mondiale de la hausse de la résistance aux médicaments semble dépasser la vitesse à laquelle nous pouvons produire de nouveaux antibiotiques pour lutter contre les infections mortelles comme la tuberculose.

L'équipe a expérimenté des phagèmes conçus pour tuer E. coli et prévoit de développer une gamme plus large qui peut tuer d'autres bactéries nocives.

Maintenant, les chercheurs dans le domaine de la biologie synthétique ont abordé ce défi d'une manière différente. Ils ont conçu des particules appelées "phagemïdes" qui entrent dans des bactéries nocives ciblées et libèrent des toxines qui les tuent.

Rédaction dans le journal Nano Letters , L'équipe, menée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge, décrivent comment ils ont modelé leurs particules sur les bactériophages - virus qui infectent et tuent les bactéries.

Contrairement aux antibiotiques à large spectre, les bactériophages ciblent des bactéries spécifiques tout en laissant des bactéries amies intactes. Ils ont été utilisés pendant de nombreuses années dans divers pays, par exemple dans ceux qui se trouvaient dans l'ex-Union soviétique.

Mais l'inconvénient des traitements qui utilisent des bactériophages est qu'ils peuvent avoir des effets secondaires nocifs, car l'investigateur principal James Collins, un professeur de génie médical du MIT, explique:

"Les bactériophages tuent les bactéries en lysant la cellule, ou en provoquant un éclatement. Mais cela pose problème, car cela peut conduire à la libération de toxines désagréables provenant de la cellule".

Les toxines qui sont libérées lorsque les bactéries nocives éclatent peuvent provoquer une septicémie, voire la mort dans certains cas, ajoute-t-il. La septicémie est l'origine de l'infection qui provoque l'accélération du système immunitaire, provoquant une inflammation généralisée, un gonflement et une coagulation du sang.

Les phagémides infectent des bactéries ciblées avec des plasmides manipulés

Dans les travaux antérieurs, l'équipe avait déjà conçu des bactériophages qui ont libéré des protéines qui ont stimulé l'efficacité des antibiotiques sans éclater les cellules bactériennes.

Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont développé une particule qui fonctionne de manière similaire - elle cible et tue des bactéries spécifiques, sans que les cellules éclatent et libèrent leurs toxines.

Ils appellent les "phagèmes" des particules car ils infectent les bactéries cibles avec des plasmides - de petites molécules d'ADN qui peuvent se copier dans les cellules.

En utilisant la biologie synthétique, l'équipe a conçu les plasmides pour exprimer des protéines et des peptides - acides aminés à chaîne courte - qui sont toxiques pour la cellule hôte bactérienne. Les toxines sont conçues pour perturber les processus cellulaires clés tels que la réplication, avec pour effet que la cellule bactérienne meurt sans éclater.

L'équipe a systématiquement testé une variété de peptides et de toxines et a montré comment, lorsqu'ils sont combinés dans les phagemides, ils tuent la grande majorité des cellules bactériennes dans une culture.

La méthode qu'ils ont développée est hautement ciblée - elle n'attaque que certaines espèces spécifiques de bactéries, ce qui signifie que vous pouvez l'utiliser pour traiter une infection sans nuire au reste du microbiome, explique le professeur Collins.

Résistance susceptible de se développer plus lentement

Les chercheurs disent que l'exposition aux phagemides ne semble pas provoquer des bactéries pour développer une résistance significative, ce qui suggère que plusieurs cycles de phagemides pourraient être délivrés pour obtenir un traitement plus efficace.

Le professeur Collins affirme qu'il s'attend à ce que les bactéries finissent par devenir résistantes, mais probablement beaucoup plus lentement qu'elles ne le feraient après l'utilisation répétée de bactériophages.

Il considère que les phagemides sont utilisés aux côtés d'outils de diagnostic rapide, actuellement en développement, qui permettraient aux médecins de traiter des infections spécifiques et explique:

Vous devez d'abord exécuter un test de diagnostic rapide pour identifier les bactéries que votre patient a, et ensuite donner le pharmaide approprié pour tuer l'agent pathogène.

L'équipe a expérimenté des phagemïdes conçus pour tuer Escherichia coli Et prévoit maintenant de développer une gamme plus large qui peut tuer les agents pathogènes comme Clostridium difficile et Vibrio cholerea - la bactérie qui cause le choléra.

Alfonso Jaramillo, professeur de biologie synthétique à l'Université de Warwick au Royaume-Uni - qui n'a pas participé à la recherche - affirme que les chercheurs ont créé une thérapie de phage améliorée qui peut devenir l'antibiotique du futur.

Plus tôt cette année, Medical-Diag.com A appris comment, en utilisant un modèle informatique, les chercheurs ont identifié un moyen simple d'optimiser le dosage des antibiotiques qui pourrait relancer un arsenal complet de médicaments de première intention et préserver les antibiotiques de dernier recours dans la lutte contre les bactéries résistantes aux médicaments.

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