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Des scientifiques américains ont mis au point un nouveau matériau capable de libérer des médicaments uniquement en présence de bactéries pathogènes. Utilisé comme pansement, cet hydrogel pourrait délivrer des composés spécifiques lorsque des infections se déclarent.

Des hydrogels intelligents pour lutter contre l’antibiorésistance

La surconsommation d’antibiotiques est l’un des principaux facteurs de résistance aux médicaments chez les bactéries. Si l’administration d’une quantité adaptée au bon moment peut contribuer à ralentir ce processus, déterminer le juste dosage s’avère complexe. Pour cette nouvelle étude, les chercheurs de l’université Brown ont mis au point un matériau intelligent ne libérant sa charge médicamenteuse que lorsqu’il détecte des bactéries.

L’hydrogel est constitué d’un réseau réticulé de polymères pouvant contenir en toute sécurité une véritable cargaison de nanoparticules, telles que des antibiotiques. Toutefois, le matériau a été conçu de manière à ce que ces polymères se dégradent lorsqu’ils rencontrent des enzymes connues sous le nom de bêta-lactamases, produites par de nombreuses bactéries pathogènes. Ce qui a pour effet de libérer la quantité adéquate de nanoparticules.

« Les bêta-lactamases représentent l’une des principales causes de l’antibiorésistance, car elles détruisent les bêta-lactamines, qui constituent certains de nos antibiotiques les plus couramment prescrits », explique Anita Shukla, auteure principale de la nouvelle étude, parue dans la revue ACS Applied Materials and Interfaces. « Nous avons en quelque sorte pris ce mécanisme de défense bactérien et l’avons retourné contre elles. »

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Un haut degré de sélectivité

L’équipe a testé la technique en laboratoire sur des groupes de bactéries et des échantillons de peau de porc, en utilisant des nanoparticules fluorescentes pouvant être facilement tracées. Comme prévu, l’hydrogel a libéré sa charge utile en réponse aux bactéries produisant des bêta-lactamases, tandis que l’exposition à d’autres enzymes bactériennes n’a pas dégradé sa structure. Ce qui démontre le haut degré de sélectivité de l’approche.

« Nous avons mis au point un système intelligent de libération de médicaments déclenché par des bactéries », estime Shukla. « De telles approches réduisent la quantité de médicaments nécessaire pour un traitement efficace et peuvent également réduire les effets secondaires et le potentiel de résistance. »

Précédemment, des hydrogels à libération contrôlée similaires avaient été testés pour libérer des médicaments anticancéreux en réponse à l’acidité et aux températures d’un micro-environnement tumoral.

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