Arme à oxygène pour tuer les infections et les maladies

Anonim

La bactérie potentiellement mortelle appelée SARM peut paralyser un hôpital car elle se propage rapidement et résiste au traitement. Mais les scientifiques signalent qu'ils font maintenant des progrès dans une nouvelle technique qui évite les antibiotiques. Au lieu de cela, ils utilisent la lumière pour activer l'oxygène, ce qui élimine ensuite les bactéries résistantes aux antibiotiques. La méthode pourrait également être utilisée pour traiter d'autres infections microbiennes, voire même le cancer.

Les chercheurs présentent leurs résultats aujourd'hui à la 256ème réunion nationale et exposition de l'American Chemical Society (ACS).

Les installations cliniques ont actuellement peu d'alternatives lorsqu'elles tentent de débarrasser leurs patients du SARM (Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline). Le système de soins de santé pour anciens combattants, par exemple, embauche du personnel de prévention des infections pour suivre l’hygiène des mains. En allant plus loin encore, une étude récente a montré que la désinfection de chaque patient admis dans un établissement de soins de courte durée réduisait de moitié le taux d'infections sanguines. Cependant, cette procédure n'est pas réalisable dans la plupart des hôpitaux.

"Au lieu de recourir aux antibiotiques, qui ne fonctionnent plus contre certaines bactéries comme le SARM, nous utilisons des photosensibilisateurs, principalement des molécules de colorant, qui deviennent excités lorsqu'ils sont éclairés", explique Peng Zhang, Ph.D. "Ensuite, les photosensibilisateurs convertissent l'oxygène en espèces réactives de l'oxygène qui attaquent les bactéries."

Bien que d'autres équipes aient expérimenté l'utilisation de ces types de photocatalyseurs pour tuer les bactéries, elles n'ont pas détruit suffisamment de micro-organismes pour lutter efficacement contre les infections. Les photosensibilisateurs sous forme moléculaire ont tendance à ne pas être suffisamment enrobés pour causer des dommages importants. De plus, beaucoup d'entre eux sont hydrophobes. Cela rend difficile leur dispersion dans des milieux aqueux où des microorganismes existent généralement. Pour surmonter ces difficultés, le groupe de Zhang a collaboré avec Neil Ayres, Ph.D. et son équipe. Les deux sont à l'Université de Cincinnati. Ils ont entrepris de concevoir un nouveau photosensibilisant hybride, dispersible dans l'eau, qui comprend des nanoparticules de métaux nobles décorées de polymères amphiphiles pour piéger les photosensibilisateurs moléculaires.

L’équipe a montré que le nouveau photosensibilisant à base de nanoparticules était beaucoup plus efficace pour tuer une variété de bactéries que les formulations correspondantes ne contenant pas les particules métalliques. Selon Zhang, ces nanoparticules offrent deux avantages. Le métal a un effet de renforcement plasmonique qui favorise la génération d'espèces d'oxygène plus réactives, tout en concentrant les photosensibilisateurs en un seul endroit pour un impact plus localisé sur les cellules bactériennes.

Zhang l'explique ainsi: "Si vous voulez attaquer un château et que vous laissez simplement toutes ces personnes attaquer individuellement, ce n'est pas très efficace. Au lieu de cela, si vous avez le même nombre de personnes groupées attaquant le château à un moment donné, il est possible de causer plus de dégâts ".

Zhang a un brevet relatif à la conception de photosensibilisateurs hybrides, qui peuvent être formulés en spray ou en gel. Il dit qu'une fois que le spray est devenu un produit, les professionnels de la santé pourraient le mettre sur n'importe quelle surface, puis l'illuminer avec une lumière bleue ou rouge pour nettoyer les bactéries, y compris le SARM, qui pourraient être présentes. Zhang dit également que la méthode est prometteuse dans les applications de plaies directes pour éliminer les infections et aider à la guérison. Il a récemment effectué des expériences sur des échantillons de laboratoire de peau humaine et a découvert que le photosensibilisateur ne tue pas les cellules de la peau.

En plus d’éradiquer le SARM, les nanoparticules sont idéales pour détruire les cellules cancéreuses de la peau, explique Zhang. Les nanoparticules fonctionnent efficacement avec l'illumination de la lumière rouge, qui a une longue longueur d'onde qui pénètre profondément sous la peau, ce qui est important pour un traitement du cancer de la peau. Enfin, il a été démontré que les nanoparticules éliminent les champignons des ongles.

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