Les chercheurs de l’UAB et de l’ICN2 ont développé un matériau innovant pour lutter contre la propagation des agents pathogènes, des infections et de la résistance aux antibiotiques. Inspiré des substances que les moules sécrètent pour adhérer aux pierres, il peut être utilisé comme revêtement pour protéger les textiles de soins de santé, offrant ainsi une alternative efficace aux matériaux couramment utilisés tels que le papier, le coton, les masques chirurgicaux et les pansements commerciaux. Journal de génie chimique.
La surutilisation des antibiotiques a conduit au développement de la résistance aux antimicrobiens (RAM), qui représente une menace croissante pour la santé publique dans le monde entier. La RAM se produit lorsque les bactéries évoluent au fil du temps et ne répondent plus aux médicaments, antibiotiques et autres médicaments antimicrobiens associés, ce qui rend les infections plus difficiles à traiter et augmente le risque de propagation d’agents pathogènes, de maladies graves et de décès. En fait, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et les Nations Unies (ONU) ont signalé que la RAM constitue une menace majeure pour la santé humaine dans le monde et est susceptible de dépasser le cancer en tant que principale cause de décès dans le monde d’ici 2050. Dans ce scénario, le développement de nouveaux matériaux antibactériens plus efficaces est devenu essentiel pour réduire la propagation des agents pathogènes et ainsi prévenir les infections. Il est important de contrôler les populations bactériennes dans les environnements de soins tels que les hôpitaux et autres établissements de santé pour éviter les infections dites nosocomiales, qui sont principalement causées par la colonisation bactérienne sur les surfaces biomédicales.
Aujourd’hui, ce type d’infection est la sixième cause de décès dans les pays développés et bien plus fréquente dans les pays en développement. Les patients immunodéprimés et en soins intensifs (par exemple brûlures) ainsi que les patients atteints de maladies chroniques comme le diabète sont particulièrement touchés. Parmi les différents matériaux susceptibles de propager des populations bactériennes, les tissus font partie intégrante des soins aux patients : des vêtements des médecins, chirurgiens et infirmières aux rideaux médicaux, draps, taies d’oreiller, masques, gants et bandages qui sont en contact direct avec les points de suture et blessures. Pour toutes ces raisons, les revêtements antibactériens pour textiles médicaux sont devenus un domaine de recherche très actif.
Des chercheurs du Département de biochimie et de biologie moléculaire de l’UAB, de l’Institut des neurosciences de l’UAB (INc-UAB) et de l’Institut catalan des nanosciences et nanotechnologies (ICN2) ont développé une famille de revêtements biocompatibles et bioinspirés produits par copolymérisation de dérivés catéchol et d’acides aminés. -ligands terminaux. Sur cette base, ils ont montré que l’utilisation de ces revêtements inspirés des moules comme matériaux antimicrobiens efficaces repose sur leur capacité à évoluer chimiquement au fil du temps en présence d’air et d’atmosphères humides, favorisant la formation continue d’espèces réactives de l’oxygène (ROS). . . En effet, outre la formation de ROS, la méthode de synthèse conduit à un excès de groupements aminés libres en surface, ce qui conduit à la destruction des membranes pathogènes.
“L’un des principaux composants des revêtements (catéchol et dérivés polyphénols) se trouve dans les brins sécrétés par les moules, qui sont responsables de leur adhésion aux roches dans des conditions extrêmes, dans l’eau salée”, expliquent le professeur de l’UAB Victor Yuste et le chercheur de l’ICN2 Salvio. Suarez. « Le fait que les revêtements que nous avons développés s’inspirent de cet organisme leur permet d’adhérer à pratiquement n’importe quel type de surface et, en outre, d’avoir une haute résistance aux différentes conditions environnementales telles que l’humidité ou la présence de liquides. De plus, les composés naturels inclus « contribuent à l’obtention de matériaux plus biodégradables et biocompatibles avec une résistance antimicrobienne plus faible par rapport à d’autres systèmes bactéricides qui génèrent finalement une résistance et perdent donc rapidement leur efficacité ».
Tous les articles d’hygiène couramment utilisés, tels que le papier, le coton, les masques chirurgicaux et les pansements commerciaux, ont montré une activité antibactérienne intrinsèque multi-usage avec une réponse rapide contre un large éventail d’espèces microbiennes. Il s’agit notamment de micro-organismes qui ont développé une résistance à des conditions environnementales extrêmes (par ex. B. subtilis), ainsi que des agents pathogènes considérés comme la principale cause de nombreuses infections actuelles, notamment celles contractées dans les établissements de santé. Ces agents pathogènes comprennent des micro-organismes multirésistants, à Gram négatif (E. coli Et P. aeruginosa) et Gram positif (S. aureus, Résistant à la méthicilline S. aureus — SARM et E. faecalis). Ces matériaux ont également montré une efficacité contre les champignons, tels que : C. albicans Et C. auris.
De plus, son utilisation efficace a été démontrée dans des atmosphères humides telles que celles trouvées dans les établissements de soins de santé où des gouttelettes respiratoires et/ou d’autres biofluides sont présents, réduisant ainsi le risque de transmission par contact indirect. Cette activité antimicrobienne a été attribuée à un processus de destruction par contact direct dans lequel l’agent pathogène est d’abord lié au revêtement par des molécules de catéchol et d’autres dérivés polyphénols. Une action antibactérienne multivoies est alors activée, principalement axée sur la génération soutenue de niveaux de ROS biosûrs et d’interactions électrostatiques avec les groupes aminés protiques exposés à la surface. Ces mécanismes antibactériens ont entraîné une réponse rapide (180 minutes pour les bactéries et 24 heures pour les champignons) et efficace (plus de 99 %) contre les agents pathogènes, entraînant des dommages irréversibles aux micro-organismes.
Ces revêtements innovants sont basés sur une synthèse simple, en une étape et évolutive dans des conditions douces, utilisant des matériaux abordables et des méthodes basées sur la chimie verte. De plus, la nature polyphénolique de leurs compositions et l’absence d’agents antimicrobiens externes supplémentaires améliorent la simplicité des revêtements bioinspirés et empêchent l’induction de la RAM et ses effets cytotoxiques sur les cellules hôtes et l’environnement. Il convient de mentionner que divers paramètres tels que la couleur, l’épaisseur et l’adhérence ont été affinés, offrant ainsi une solution personnalisable aux différentes exigences de l’application finale du matériau. En général, les revêtements bioinspirés développés ont montré un énorme potentiel pour une mise en œuvre ultérieure en clinique, car ils représentent une alternative viable aux matériaux antimicrobiens existants.
Cette étude est le résultat d’une collaboration entre des chercheurs de l’UAB (professeur Víctor J. Yuste du département de biochimie et biologie moléculaire et de l’Institut de neurosciences) et de l’ICN2 (Daniel Ruiz-Molina et Salvio Suárez-García). Le premier auteur de l’étude est José Bolaños-Cardet, étudiant diplômé du Département de biochimie et de biologie moléculaire de l’UAB.
Financement :
Ce travail a été soutenu par la subvention PID2021-127983OB-C21 financée par MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ et ERDR « Une façon de faire l’Europe » et SAF2017-83206-R financée par MCIN/Gouvernement espagnol et ERDR « Une façon de » soutient la construction de l’Europe. » La CIN2 est financée par le CERCA/Gouvernement de Catalogne. L’ICN2 reçoit le soutien du programme des centres d’excellence Severo Ochoa, Grant CEX2021-001214-S, financé par MCIN/AEI/10.13039.501100011033. JB-C est bénéficiaire d’une bourse « Research Trainee » (2020/D/LE/CC/3) de l’Universitat Autònoma de Barcelona.