Micro titane

29 août 2023

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par Michael Quin, Université RMIT

Une nouvelle étude suggère que les surfaces rugueuses inspirées des pointes bactéricides sur les ailes des insectes pourraient être plus efficaces que prévu pour lutter contre les superbactéries résistantes aux médicaments, y compris les champignons.

Les taux croissants d’infections pharmacorésistantes inquiètent les experts de la santé du monde entier.

Pour éviter les infections autour des implants, tels que les hanches en titane ou les prothèses dentaires, les médecins utilisent toute une gamme de revêtements antimicrobiens, de produits chimiques et d'antibiotiques, mais ceux-ci ne parviennent pas à arrêter les souches résistantes aux antibiotiques et peuvent même augmenter la résistance.

Pour relever ces défis, les scientifiques de l'Université RMIT ont conçu un modèle de pointes à micro-échelle qui peuvent être gravées sur des implants en titane ou d'autres surfaces pour fournir une protection efficace et sans médicament contre les bactéries et les champignons.

L'étude de l'équipe publiée dans Advanced Materials Interfaces a testé l'efficacité de la surface modifiée en titane pour tuer le Candida multirésistant, un champignon potentiellement mortel responsable d'une infection nosocomiale sur 10 par des dispositifs médicaux.

Les pointes spécialement conçues, chacune d'une hauteur similaire à celle d'une cellule bactérienne, ont détruit environ la moitié des cellules peu après le contact.

Il est important de noter que l’autre moitié qui n’a pas été immédiatement détruite est devenue non viable à cause des blessures subies, incapable de se reproduire ou de provoquer une infection.

Le chercheur postdoctoral principal, le Dr Denver Linklater, a déclaré que l'analyse métabolique de l'activité des protéines a révélé que les cellules de Candida albicans et de champignons multirésistants de Candida auris, blessées à la surface, étaient presque mortes.

"Les cellules de Candida qui ont été blessées ont subi un stress métabolique important, empêchant le processus par lequel elles se reproduisent pour créer un biofilm fongique mortel, même après sept jours", a déclaré Linklater, de l'École des sciences du RMIT. "Ils n'ont pas pu être réanimés dans un environnement sans stress et ont fini par s'arrêter dans un processus connu sous le nom d'apoptose, ou mort cellulaire programmée."

L'efficacité de la surface contre les bactéries pathogènes courantes, notamment le staphylocoque doré, a été démontrée dans une étude antérieure publiée dans Materialia.

La chef du groupe, la professeure distinguée Elena Ivanova, a déclaré que les dernières découvertes jettent la lumière sur la conception de surfaces antifongiques pour empêcher la formation de biofilm par des levures dangereuses et multirésistantes.

"Le fait que les cellules soient mortes après un premier contact avec la surface - certaines par rupture et d'autres par mort cellulaire programmée peu de temps après - suggère que la résistance à ces surfaces ne se développera pas", a-t-elle déclaré. "Il s'agit d'une découverte importante qui suggère également que la manière dont nous mesurons l'efficacité des surfaces antimicrobiennes devra peut-être être repensée."

Des progrès ont été réalisés au cours de la dernière décennie dans la conception de surfaces qui tuent les superbactéries au contact. Cependant, trouver les bons types de motifs de surface pour éliminer 100 % des microbes afin que certains ne survivent pas et deviennent résistants est un défi permanent.

"Cette dernière étude suggère qu'il n'est peut-être pas entièrement nécessaire que toutes les surfaces éliminent tous les agents pathogènes immédiatement après contact si nous pouvons montrer que les surfaces provoquent une mort cellulaire programmée dans les cellules survivantes, ce qui signifie qu'elles meurent malgré tout", a-t-elle déclaré.

Le groupe de recherche sur les matériaux mécano-biocides multifonctionnels du RMIT est à la pointe du monde depuis plus d'une décennie dans le développement de surfaces antimicrobiennes inspirées des nanopiliers recouvrant les ailes des libellules et des cigales. Ivanova elle-même a été parmi les premières à observer comment, lorsque des bactéries s'installent sur une aile d'insecte, le motif de nanopiliers sépare les cellules, rompant fatalement les membranes.