Une cause majeure d'infections acquises à l'hôpital, Staphylococcus aureus (SARM) résistante à la méthicilline des bactéries (SARM), présente non seulement une forte résistance aux antibiotiques existants mais forme également un biofilm dense qui bloque les effets des traitements externes. Pour relever ce défi, les chercheurs kaist, en collaboration avec une équipe internationale, ont réussi à développer une plate-forme qui utilise des microbulles pour fournir des nanoparticules ciblées par des gènes capables de rompre les biofilms, offrant une solution innovante pour traiter les infections résistantes aux antibiotiques conventionnels.
Kaist (représenté par le président Kwang Hyung Lee) a annoncé le 29 mai qu'une équipe de recherche dirigée par le professeur Hyun Jung Chung du Département des sciences biologiques, en collaboration avec l'équipe du professeur Hyunjoon Kong à l'Université de l'Illinois MRSA.
L'équipe de recherche a d'abord conçu des oligonucléotides à l'ADN courts qui suppriment simultanément trois gènes SARM majeurs, liés à la formation de biofilm (ICAA), à la division cellulaire (FTSZ) et à la résistance aux antibiotiques (MECA) – et aux nanoparticules conçues (BTN) pour les livrer efficacement dans les bactéries.
De plus, les microbulles (MB) ont été utilisées pour augmenter la perméabilité de la membrane microbienne, en particulier le biofilm formé par le SARM. En combinant ces deux technologies, l'équipe a mis en œuvre une stratégie à double frappe qui bloque fondamentalement la croissance bactérienne et empêche l'acquisition de résistance.
Ce système de traitement fonctionne en deux étapes. Premièrement, le MBS induit des changements de pression dans le biofilm bactérien, permettant aux BTN de pénétrer. Ensuite, les BTN glissent à travers les lacunes du biofilm et entrent dans les bactéries, fournissant précisément les suppresseurs de gènes. Cela conduit à la régulation des gènes au sein du SARM, bloquant simultanément la régénération du biofilm, la prolifération cellulaire et l'expression de la résistance aux antibiotiques.
Dans les expériences menées dans un modèle de peau porcin et un modèle de plaie de souris infecté par le biofilm du SARM, le groupe de traitement BTN MB a montré une réduction significative de l'épaisseur du biofilm, ainsi que des diminutions remarquables du nombre bactérienne et des réponses inflammatoires.
Ces résultats sont difficiles à réaliser avec la monothérapie antibiotique conventionnelle et démontrent le potentiel de traitement d'une large gamme d'infections bactériennes résistantes.
Le professeur Hyun Jung Chung de Kaist, qui a dirigé la recherche, a déclaré: « Cette étude présente une nouvelle solution thérapeutique qui combine les nanotechnologies, la suppression des gènes et les stratégies d'administration physique pour lutter contre les infections super abondantes que les antibiotiques existants ne peuvent pas résoudre. Nous poursuivrons nos recherches dans le but d'étendre son application aux infections systémiques et à diverses autres maladies infectieuses. «
L'étude a été co-prime rédigée par Ju Yeon Chung, étudiante diplômée du Département des sciences biologiques de Kaist, et le Dr Yujin Ahn de l'Université de l'Illinois. L'étude a été publiée en ligne le 19 mai dans la revue, Advanced Functional Materials.
Cette étude a été soutenue par la National Research Foundation et le ministère de la Santé et du bien-être de la République de Corée; et la National Science Foundation et les National Institutes of Health, États-Unis.
