Plus de 2,8 millions d’Américains contractent chaque année des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques, et environ 35 000 de ces patients ne survivent pas à leur infection, selon les Centers for Disease Control and Prevention.
Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., de la Centre des sciences de la santé de l’Université Texas Tech (TTUHSC) Département de physiologie cellulaire et de biophysique moléculaire, a largement concentré ses recherches sur la création de nouvelles nanoparticules connues sous le nom de nanoantibiotiques qui traitent les infections bactériennes, en particulier celles qui résistent au traitement avec des antibiotiques couramment utilisés, pour trouver des solutions au problème de la résistance aux antibiotiques.
Au 26 juillete2022, un brevet américain intitulé “Hydrophilic Nanostructured Membrane Active Antimicrobials With High Activity, Selectivity And Biodegradability” avait été délivré dans le cadre des travaux de Liang, permettant à l’équipe du laboratoire Liang de fabriquer les nanoantibiotiques innovants.
Beaucoup d’antibiotiques sont déjà utilisés dans les cliniques, et beaucoup d’entre eux sont assez efficaces contre les infections ordinaires. Mais nous sommes confrontés à ce défi croissant avec le SARM (staphylocoque doré résistant à la méthicilline) et d’autres types de bactéries résistantes aux médicaments, qui sont les bactéries qui transforment les infections ordinaires en événements potentiellement mortels.
Hongjun Liang, Département de physiologie cellulaire et de biophysique moléculaire, Texas Tech University Health Sciences Center
Liang veut créer une nouvelle classe d’antibiotiques qui peuvent tuer les bactéries sans nuire aux cellules saines, se dégradent naturellement dans l’environnement et la biosphère, de sorte qu’ils ne perturbent pas l’activité bactérienne naturelle dans les milieux naturels et sont moins susceptibles de conduire à une résistance.
La capacité d’une molécule à repousser l’eau (hydrophobicité) ou à attirer l’eau et à s’y dissoudre (hydrophilie) s’est avérée avoir un impact majeur sur les cellules dans des études antérieures. Selon Liang, un matériau aura un effet négatif plus élevé plus il est hydrophobe.
Il a souligné qu’il n’existe cependant aucune référence quantitative pour le niveau acceptable d’hydrophobicité.
Liang a ajouté : «Fondamentalement, vous pouvez tuer les bactéries lorsque vous augmentez l’hydrophobicité. Mais cela tuera également les cellules saines, et nous ne le voulons pas.”
L’équipe de Liang a créé des nanoantibiotiques hydrophiles uniques dans une étude publiée en janvier 2022 dans Communication Nature. Ces nanoantibiotiques avaient l’apparence de minuscules sphères poilues et étaient constitués de nombreuses brosses de polymère hydrophile greffées sur des nanoparticules de silice de différentes tailles.
Ces substances artificielles, qui sont également produites par le laboratoire de Liang, sont destinées à tuer les bactéries en perturbant leurs membranes en utilisant une méthode distincte de remodelage membranaire qui affecte les membranes bactériennes tout en laissant les cellules de mammifères indemnes.
Il s’agit du troisième article sur les nanoantibiotiques publié par le laboratoire Liang. Les première et deuxième publications décrivant l’approche de conception de nanoantibiotiques hydrophiles ont été publiées en 2017 par Maladie infectieuse du SCA et en 2020 par Biomacromolécules.
Les deux ont été mis en évidence par Chemical & Engineering News et présentés comme articles de couverture dans leurs revues respectives.
Liang a déclaré que son équipe se concentrait désormais sur une approche à deux volets pour renforcer et améliorer les nanoantibiotiques à utiliser chez les patients, armée des trois découvertes publiées et du brevet.
Pousser pour les essais cliniques est la première stratégie, que Liang a définie comme la composante recherche et académique de son approche. Le laboratoire Liang commencera cette procédure en soumettant de nouvelles demandes de financement fédéral qui soutiennent les études sur les animaux et aboutiront finalement à des essais cliniques sur des sujets humains.
Il a déclaré, “Cela ressemble plus à la recherche et à l’aspect universitaire de nos efforts.”
Travailler avec le Texas Tech University Innovation Hub pour aider à la commercialisation de l’invention du laboratoire de Liang est le deuxième élément de son approche.
“En profitant de l’opportunité de formation sur la commercialisation de la recherche de notre centre d’innovation, nous espérons pouvoir identifier les parties intéressées de l’industrie pharmaceutique qui sont capables ou désireuses de collaborer avec nous. L’une de nos directions probables est de demander une subvention SBIR (Small Business Innovation Research) pour la production à l’échelle pilote. C’est notre approche à deux volets“, a déclaré Liang.
L’infection est une préoccupation majeure pour les scientifiques et les médecins praticiens, selon Liang. En exploitant l’innovation pour développer une nouvelle génération d’antibiotiques, il espère pouvoir surmonter ce problème.
Liang a conclu : «C’est notre objectif et nous sommes en bonne voie d’y parvenir. Je ne peux pas dire que c’est la seule voie à suivre; bien sûr, il existe de nombreuses façons différentes. La nouveauté de notre contribution est de relever ce défi en concevant des antibiotiques du point de vue de la nano-ingénierie. C’est une toute nouvelle voie qui n’est pas bien explorée, et nous sommes fiers de nos progrès jusqu’à présent.”
La source: https://www.ttuhsc.edu/
