Pour la résistance aux antibiotiques, traiter la fibrose kystique avec des nanoparticules

Fibrose kystique: vaincre la résistance aux antibiotiques par des nanoparticules

La fibrose kystique est une maladie métabolique congénitale. Rien qu'en Allemagne, environ 8 000 personnes souffrent de cette maladie incurable, en particulier les enfants et les jeunes adultes. Les infections des voies respiratoires comptent parmi les séquelles les plus courantes. Les chercheurs ont maintenant réussi à mettre au point une méthode pour traiter les infections respiratoires souvent mortelles. L'accent est mis sur les nanoparticules qui acheminent mieux les antibiotiques vers leur destination.

Environ 8 000 patients atteints de fibrose kystique en Allemagne

Selon des experts de la santé, ce pays compte jusqu'à 8 000 patients atteints de fibrose kystique. Chaque année, environ un enfant sur 3300 naît en Allemagne avec une maladie métabolique auparavant incurable. Un diagnostic précoce et une thérapie précoce peuvent contribuer à améliorer de manière significative la qualité de vie et l'espérance de vie des patients atteints de fibrose kystique. Pour y parvenir, l’étude sur les maladies métaboliques a été intégrée au dépistage néonatal. Les enfants atteints de fibrose kystique, en particulier, peuvent souvent être bien traités. Des médecins et des pharmaciens de l'Université d'Iéna luttent contre la fibrose kystique avec des nanoparticules.

Les chercheurs ont réussi à mettre au point un moyen efficace de traiter les infections respiratoires souvent mortelles dont souffrent les personnes atteintes de fibrose kystique. L'accent est mis sur les nanoparticules qui acheminent mieux les antibiotiques vers leur destination. (Image: Zerbor / fotolia.com)

La fonction d'auto-nettoyage du poumon est perturbée

Dans la fibrose kystique (également appelée fibrose kystique, CF), une protéine du canal à la surface de la cellule est perturbée par des mutations.

Cela réduit la teneur en eau de diverses sécrétions dans le corps - cela crée un mucus dur, rapporte l’Université Friedrich Schiller de Jena dans un message publié par le service d’information Science (idw)..

Il en résulte un dysfonctionnement des organes internes. En outre, le mucus définit les voies respiratoires. Cela perturbe non seulement la fonction d'auto-nettoyage des poumons, mais colonise également le mucus avec des bactéries..

Il en résulte des infections chroniques. Le poumon est gravement endommagé, ce qui entraîne souvent la mort du patient ou nécessite une greffe..

L'espérance de vie moyenne des personnes atteintes est d'environ 40 ans grâce aux progrès de la médecine.

Cela est en grande partie dû aux traitements à long terme avec des antibiotiques inhalés, qui n'empêchent pas la colonisation bactérienne mais au moins le maintiennent sous contrôle pendant une période plus longue..

Cependant, les bactéries se défendent par le développement de résistances et la formation de biofilms dans et sous la couche de mucus, qui protègent les bactéries dans les rangées inférieures comme un bouclier protecteur.

Chemin compliqué aux pathogènes

Des chercheurs de l'université Friedrich Schiller d'Iéna ont réussi à mettre au point une méthode beaucoup plus efficace pour traiter les infections respiratoires souvent mortelles. L'accent est mis sur les nanoparticules qui acheminent mieux les antibiotiques vers leur destination.

"En règle générale, les médicaments pénètrent dans l'organisme par inhalation, puis reprennent un chemin compliqué vers les agents pathogènes, où beaucoup sont laissés pour compte", explique le Pr. Dr. med. Dagmar Fischer du Département de technologie pharmaceutique de l'Université d'Iéna, qui, avec son collègue, le Prof. Dr. med. Mathias Pletz du Centre de médecine des infections et d'hygiène hospitalière de l'hôpital universitaire d'Iéna.

Les particules de médicament doivent d'abord avoir une certaine taille pour pénétrer dans les voies respiratoires les plus profondes et ne pas avoir été volées auparavant.

Enfin, ils doivent pénétrer à la fois dans l'épaisse couche de mucus des voies respiratoires et dans les couches inférieures du biofilm bactérien..

Les nanoparticules atteignent plus facilement leur destination

Pour vaincre la résistance concentrée, les chercheurs ont encapsulé des principes actifs, tels que l’antibiotique tobramycine, dans un polymère de polyester..

Ils ont testé les nanoparticules obtenues en laboratoire, où ils avaient précédemment simulé la situation pulmonaire existante - à la fois dans l'état statique et dans l'état dynamique, c'est-à-dire avec des mouvements d'écoulement simulés..

À cette fin, le groupe Pletz a développé de nouveaux systèmes de test capables de mieux représenter la situation dans les poumons..

Les scientifiques ont découvert que leurs nanoparticules à travers le réseau en forme d'éponge de la couche de mucus sont plus faciles que le médicament pur et finissent par tuer facilement les agents pathogènes.

Une enveloppe supplémentaire en polyéthylène glycol, qui lui est appliquée, le rend également pratiquement invisible pour le système immunitaire. "Tous les matériaux du nanocarrier sont également biocompatibles, biodégradables, non toxiques et donc inoffensifs pour l'homme", informe Fischer.

Donner son effet à un antibiotique

Les scientifiques d’Iéna ne savent pas exactement pourquoi leurs nanoparticules combattent les bactéries de manière plus efficace. Mais ils veulent enfin découvrir que l'année prochaine.

"Nous avons deux hypothèses: soit la méthode de transport, beaucoup plus efficace, favorise une infection beaucoup plus active de la substance active, soit les nanoparticules surmontent un mécanisme de défense que la bactérie a développé contre l'antibiotique", a déclaré le pharmacien Jena..

"Cela signifie que nous avons pu utiliser une nanoparticule pour restaurer l'effet d'un antibiotique qu'il avait réellement perdu en raison de la formation de résistance de la bactérie."

"Plus précisément, nous pensons que les bactéries des couches inférieures du biofilm tombent dans une sorte de rigidité hivernale et n'absorbent pratiquement aucune substance provenant de l'extérieur. A ce stade, ils sont invulnérables à la plupart des antibiotiques qui ne tuent que les bactéries en division. Les nanoparticules transportent les antibiotiques presque contre la volonté des bactéries jusque dans l’intérieur de la cellule, où elles peuvent déployer leur effet ", ajoute Mathias Pletz..

Combattre plus efficacement les infections respiratoires chez les patients atteints de fibrose kystique

De plus, l’équipe de recherche de Jena doit encore préparer les nanoparticules pour les inhaler. Parce qu'à 200 nanomètres, la particule est trop petite pour atteindre les voies respiratoires plus profondes.

"Le système respiratoire filtre les particules trop grosses ou trop petites", explique Fischer. "Nous avons donc une fenêtre préférée entre un et cinq microns." Les chercheurs de Jena ont déjà des solutions prometteuses pour résoudre ce problème..

Sur la base des résultats de recherche disponibles à l'époque, l'équipe de recherche de Jena est convaincue d'avoir trouvé une méthode extrêmement prometteuse pour lutter plus efficacement contre les infections respiratoires chez les patients atteints de fibrose kystique et contribuer ainsi potentiellement à une espérance de vie plus longue pour les patients..

"Nous avons pu montrer que le conditionnement des nanoparticules multipliait par 1 000 l'efficacité des antibiotiques contre les biofilms", déclare le scientifique en infectiologie. (Ad)