Éliminer 99,9 % du staphylocoque doré en 5 minutes : un tour de force possible grâce à un polymère

Des chercheurs américains rapportent qu’un nouveau polymère auto-stérilisant peut tuer une gamme de virus et de bactéries résistantes aux médicaments en quelques minutes seulement, y compris le staphylocoque doré résistant à la méticilline.

Une efficacité redoutable

« Nous explorions une approche différente pour créer des matériaux antimicrobiens lorsque nous avons observé un comportement intéressant de ce polymère et avons décidé d’explorer son potentiel plus en profondeur », explique Richard Spontak, professeur de génie chimique et biomoléculaire à l’université de Caroline du Nord et auteur principal de ce article paru dans Materials Horizons.

« Et ce que nous avons découvert est extrêmement prometteur en tant qu’alternative aux approches existantes liées aux matériaux dans la lutte contre les pathogènes résistants aux médicaments. Cela pourrait être particulièrement utile dans les milieux cliniques, comme les hôpitaux ou les cabinets médicaux, ainsi que dans les établissements pour personnes âgées, où la transmission d’agents pathogènes peut avoir des conséquences désastreuses. »

Les propriétés antimicrobiennes du polymère proviennent de son architecture moléculaire unique, qui attire l’eau vers une séquence d’unités répétées chimiquement modifiées (ou fonctionnalisées) avec des groupes d’acide sulfonique. « Lorsque les microbes entrent en contact avec le polymère, l’eau à la surface des microbes interagit avec les groupes fonctionnels d’acide sulfonique du polymère, créant ainsi une solution acide qui tue rapidement les bactéries », précise Reza Ghiladi, professeur agrégé de chimie et co-auteur de l’article. « Ces solutions acides peuvent être rendues plus ou moins puissantes en contrôlant le nombre de groupes fonctionnels d’acide sulfonique à l’intérieur du polymère. » Les chercheurs ont ensuite testé ce polymère sur six types de bactéries, dont trois souches résistantes aux antibiotiques (incluant le staphylocoque doré).

Il se trouve que lorsque 40 % ou plus des unités polymères pertinentes contenaient des groupes d’acide sulfonique, le polymère tuait 99,9999 % de chaque souche de bactérie résistante aux antibiotiques en l’espace de cinq minutes.

Un produit respectueux de l’environnement pouvant être facilement « rechargé »

Les chercheurs ont également testé le polymère contre trois virus : un virus analogue à celui de la rage, une souche de grippe et une souche d’adénovirus humain. « Le polymère a été capable de détruire complètement la grippe et l’analogue de la rage en cinq minutes », avance Frank Scholle, professeur agrégé de sciences biologiques ayant participé aux essais.

« Bien que le polymère avec des concentrations plus faibles des groupes d’acide sulfonique n’ait aucun effet pratique contre l’adénovirus humain, il pourrait détruire 99,997 % de ce virus à des niveaux d’acide sulfonique plus élevés. » Au départ, le fait que l’effet antimicrobien du polymère puisse se dégrader progressivement avec le temps, inquiétait les chercheurs. Mais ces derniers ont cependant constaté que l’exposition du polymère à une solution acide l’avait complètement « rechargé ».

« On peut effectuer cette action en laboratoire en plongeant le polymère dans un acide fort. Mais en milieu hospitalier, il suffirait simplement de vaporiser du vinaigre à la surface du polymère. Les travaux que nous avons réalisés ici mettent en lumière une nouvelle approche prometteuse pour créer des surfaces antimicrobiennes à utiliser dans la lutte contre les pathogènes résistants aux médicaments, et les infections nosocomiales en particulier », estime Ghiladi. Extrêmement polyvalents, ces polymères fonctionnels peuvent être utilisés comme agents de traitement de l’eau, et ont également l’avantage d’être respectueux de l’environnement, étant donné qu’ils peuvent être facilement recyclés et réutilisés. Des caractéristiques particulièrement intéressantes les rendant tout indiqués pour une utilisation généralisée.

« Nous sommes très impatients de voir comment nous pouvons modifier davantage ce type de polymères afin de conserver ces propriétés antimicrobiennes efficaces et à action rapide tout en améliorant d’autres attributs qui seraient intéressants pour d’autres applications », conclut Richard Spontak.