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Illustration de microrobots pénétrant dans les poumons pour traiter une pneumonie — © Joseph Wang et al. / UC San Diego

Des scientifiques américains sont parvenus à guérir des souris d’une forme grave de pneumonie, en utilisant des « microrobots ». Composés de cellules d’algues vivantes, ceux-ci ont acheminé des composés vitaux jusqu’aux poumons des rongeurs.

Traiter une infection pulmonaire potentiellement mortelle grâce aux microbots

Publiés dans la revue Nature Materials, ces travaux menés par Joseph Wang et ses collègues de l’université de Californie ont impliqué le traitement d’un groupe de souris dont les poumons étaient infectés par la bactérie Pseudomonas aeruginosa, à l’origine de la pneumonie.

L’approche utilisée repose sur l’utilisation de cellules individuelles de microalgues Chlamydomonas reinhardtii, recouvertes de nanosphères de polymère biodégradable, elles-mêmes chargées d’antibiotiques et recouvertes de membranes cellulaires de globules blancs. Appelées neutrophiles, ces dernières été choisies en raison de leur capacité à absorber et neutraliser les molécules inflammatoires produites à la fois par les bactéries et par le système immunitaire.

Les microrobots (ou microbots) ont été administrés directement dans les poumons de chaque souris, via un tube inséré dans leur trachée. Une fois introduites, les cellules de microalgues ont nagé au hasard dans les voies pulmonaires, répandant au passage leur charge utile de nanosphères. Résultat : les infections bactériennes ont disparu en une semaine et toutes les souris traitées ont survécu au-delà de 30 jours, quand l’ensemble des membres du groupe témoin ont péri dans les trois jours suivant l’infection.

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Image au microscope électronique à balayage recolorée d’un microrobot combattant la pneumonie — © Fangyu Zhang and Zhengxing Li

Une approche hautement ciblée

Si les rongeurs du groupe s’étant vus administrer les mêmes composés antibiotiques, mais par voie intraveineuse, se sont également rétablis, la dose nécessaire s’est avérée 3 000 fois supérieure à celle utilisée pour le traitement par microrobot. Selon les auteurs de l’étude, cela s’explique par le caractère beaucoup plus ciblé de la nouvelle approche.

Une fois le groupe traité par les robots rétabli, les cellules immunitaires des rongeurs ont entièrement « digéré » les cellules d’algues et les nanosphères restantes. Les scientifiques prévoient maintenant de mener des recherches plus approfondies sur la manière dont les microrobots interagissent avec le système immunitaire de l’hôte, avec en ligne de mire des essais sur des animaux plus grands, ouvrant potentiellement la voie à des tests sur l’Homme.

« Notre objectif était d’administrer des médicaments de manière ciblée dans des parties de l’organisme plus difficiles à atteindre, comme les poumons. Et ce, d’une manière sûre, simple, biocompatible et durable », explique Zhang. « Ce que nous avons précisément démontré avec cette étude. »

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