Dans une étude récente publiée dans Rapports scientifiques, les chercheurs ont évalué les effets antibactériens et cytotoxiques des nanoparticules (NP) de chitosane (CS) chargées de venin d’abeille (BV).
Étude: Le venin d’abeille comme alternative aux antibiotiques contre les infections à Staphylococcus aureus. Crédit d’image : Datenshutz-Stockfoto / Shutterstock.com
Sommaire
Explorer des alternatives aux antibiotiques
Les antibiotiques peuvent provoquer des modifications génétiques chez les bactéries, entraînant une résistance contre ces composés. En fait, chaque année, plus de 1,27 million de décès sont attribués à des bactéries résistantes aux antibiotiques.
Staphylocoque aureus peut provoquer des abcès cutanés, des pneumonies, ainsi que des infections articulaires et sanguines, alors que ses souches résistantes aux antibiotiques sont capables de provoquer des conséquences encore plus graves. Ainsi, il est impératif d’explorer des alternatives aux antibiotiques, telles que les huiles essentielles, les produits naturels et les venins.
Le BV est un liquide incolore, inodore, amer et acide contenant plusieurs molécules actives. BV a des propriétés anti-inflammatoires et antimicrobiennes et est utilisé pour de nombreuses maladies allant du cancer et de la polyarthrite rhumatoïde à la maladie d’Alzheimer.
Néanmoins, le potentiel thérapeutique de la VB est limité par un dosage spécifique qui, lorsqu’il est dépassé, entraîne une cytotoxicité. Cependant, certaines méthodes peuvent être utilisées pour réduire ou éliminer la cytotoxicité associée à la VB, comme l’irradiation gamma et les NP.
À propos de l’étude
La présente étude a examiné les effets cytotoxiques et antibactériens des BV natifs, des CS-NP chargés de BV, des BV irradiés aux rayons gamma et des CS-NP. BV à partir de Apis melifera a été obtenu, dont la moitié a été irradiée à 0,7 kiloGray par heure (KGy/h). La méthode de gélification ionique a été utilisée pour préparer les CS-NP et les CS-NP chargés de BV.
La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a examiné les différences dans les groupes fonctionnels entre les BV libres, les CS-NP, les BV irradiés et les CS-NP chargés de BV. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour déterminer la taille des particules et la morphologie des NP. Le dosage des protéines de Bradford a été effectué pour évaluer l’efficacité de l’encapsulation.
La spectroscopie de corrélation de photons a été réalisée pour analyser la taille des particules et la distribution granulométrique des NP. Le in vitro Le taux de libération des CS-NP chargés de BV a également été déterminé. L’effet antibactérien contre S. aureus a été évalué par la méthode de diffusion par disque.
Le in vivo l’expérience impliquait des souris infectées par des bactéries par administration intrapéritonéale, suivies d’un traitement après trois heures à une dose de 9,02 μg/g de poids de souris.
Les souris ont été classées en 11 groupes dans différentes conditions expérimentales. Ceux-ci comprenaient des animaux non infectés recevant une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) comme témoin négatif, des BV natifs, des BV irradiés, des CS-NP ou des CS-NP chargés de BV. Les groupes de souris infectées ne comprenaient aucun traitement et celles traitées avec du BV natif, du BV irradié, des CS-NP, des CS-NP chargés de BV ou du sulbacef, un antibiotique commercial.
Les souris ont été euthanasiées après une semaine. Des échantillons de sang/sérum ont été prélevés pour des analyses hématologiques et biochimiques. De plus, des coupes de foie, de thymus, de rate et de rein ont été obtenues pour une coloration à l’hématoxyline et à l’éosine et un examen au microscope optique.
Résultats de l’étude
BV a présenté des pics typiques sur le FTIR, ce qui est caractéristique du venin naturel, avec des pics significatifs à 3 400 cm-1 et 2 940 cm-1. La BV irradiée avait des pics similaires mais avec quelques altérations et à une intensité plus faible.
Le spectre CS-NP a été caractérisé par des bandes à 3 500-3 300 cm-11 633 cm-1et 1 150 cm-1. Les CS-NP chargés de BV ont produit une bande distinctive nette à 1 642 cm-1.
La taille moyenne des CS-NP et des CS-NP chargés de BV était de 175, 85 nanomètres (nm) et de 24, 03 nm, respectivement. Le potentiel zêta des CS-NP chargés de BV a diminué ; cependant, l’indice de polydispersité a augmenté par rapport aux CS-NP. L’efficacité d’encapsulation des CS-NP chargées de BV était de 96,44 % à une concentration optimale de 2 mg/ml de CS et de 550 μg/ml de BV.
La libération de BV à partir de CS-NP chargés de BV a augmenté jusqu’à 30 heures, puis a diminué par la suite. Le traitement des souris infectées avec des BV libres ou irradiés a diminué les leucocytes et augmenté les plaquettes, tandis que le traitement antibiotique des souris infectées a augmenté les plaquettes. Tous les groupes de traitement ont augmenté les taux d’urée, de créatinine, d’aspartate transférase et d’alanine transaminase par rapport au groupe témoin.
L’augmentation de ces paramètres était similaire entre le CS-NP chargé de BV et les traitements antibiotiques. Les souris infectées traitées avec des BV ou des CS-NP natifs/irradiés avaient des niveaux élevés d’interleukine-6 (IL-6), alors que le traitement avec des CS-NP chargés de BV réduisait les niveaux d’IL-6. Les souris infectées présentaient divers niveaux de lésions rénales, les animaux traités au CS-NP présentant les dommages les plus élevés.
Des coupes de rate de souris infectées non traitées présentaient des sinusoïdes sanguins congestionnés, un excès de cellules géantes et des cellules apoptotiques dispersées. La congestion a diminué lors du traitement avec des BV ou des CS-NP irradiés et a disparu avec des traitements BV natifs, antibiotiques ou CS-NP chargés de BV.
conclusion
Les CS-NP chargés de BV ont présenté une activité antibactérienne supérieure à celle des BV natifs ou irradiés sans provoquer de réponse inflammatoire ou cytotoxique. Ces résultats suggèrent que les CS-NP chargés de BV pourraient être un candidat thérapeutique potentiel et une alternative viable aux antibiotiques.
