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Un médicament contre le diabète peut améliorer l’efficacité et l’efficience des traitements antibactériens

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Les vieux chiens n’apprennent peut-être pas de nouveaux tours, mais les vieux médicaments le peuvent, selon une équipe de recherche basée en Chine. Cette collaboration a permis de découvrir que la metformine, une petite molécule utilisée depuis plus de 50 ans pour traiter le diabète de type II, peut améliorer l’efficacité des traitements antibactériens pour une cicatrisation rapide des plaies chez la souris.

Ils ont publié leurs résultats le 19 mai dans Nano Research. (DOI 10.1007/s12274-022-4457-5)

L’abus d’antibiotiques a conduit à une grave résistance bactérienne, avec environ 1,27 million de décès en 2019 dus à des infections bactériennes multirésistantes. La résistance bactérienne constitue une menace fatale pour la santé humaine. Les technologies antibactériennes non antibiotiques et les nanoagents antibactériens avec des activités catalytiques spécifiques non seulement produisent des substrats toxiques pour tuer directement les bactéries – ; y compris les bactéries résistantes aux antibiotiques – ; mais peuvent également réduire le risque que les bactéries développent une résistance aux médicaments. »

Linlin Li, professeur, auteur co-correspondant, Institut de la nanoénergie et des nanosystèmes de Pékin, Académie chinoise des sciences.

Selon Li, la thérapie chimiodynamique a attiré une attention significative depuis qu’elle a été développée en 2016 comme un compagnon potentiel pour les thérapies contre le cancer, l’inactivation bactérienne et les traitements des maladies infectieuses. La thérapie utilise des nanomatériaux contenant des métaux de transition qui réagissent avec le peroxyde d’hydrogène pour produire un radical hydroxyle, qui affaiblit et tue les cellules malades ou infectées, les rendant plus sensibles au traitement direct.

« La réaction génère un radical hydroxyle toxique, qui détruit la structure de la surface de la cellule et provoque la fuite de ses composants internes », a déclaré Li. « Les nanoagents ne catalysent la génération de radicaux hydroxyle qu’au site de la tumeur ou des tissus enflammés, de sorte que la thérapie est hautement spécifique pour réduire la toxicité hors cible ». Les infections bactériennes ont également tendance à s’accompagner d’altérations micro-environnementales favorables à la thérapie chimiodynamique. »

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Les chercheurs ont cherché à améliorer le pouvoir antibactérien d’un nano-agent, tout en réduisant la toxicité pour les cellules saines – un risque qui peut être difficile à contrôler en raison de la nature invasive de l’infection.

« Les parties de molécules chargées positivement, telles que les sels d’ammonium quaternaire et le chitosan, ont des effets antibactériens intrinsèques en s’adsorbant sur la paroi cellulaire des bactéries, en produisant un effet de résistance du compartiment et, enfin, en induisant la mort des bactéries », a déclaré Li. « La metformine est une petite molécule chargée positivement qui a des effets anticancéreux, immunomodulateurs et antibactériens. Nous avons supposé que l’intégration de la metformine avec un nano-agent de thérapie chimiodynamique améliorerait l’effet antibactérien. »

Les chercheurs ont mélangé de la metformine avec du chlorure de cuivre pour former des nanofeuilles dont la surface était recouverte par les molécules de metformine, ce qui a augmenté la charge positive du nanoagent et renforcé les effets antibactériens, selon Li.

Les tests in vitro ont révélé une nanoplateforme biocompatible avec une meilleure dispersité qu’un nano-agent sans metformine, et une activité antibactérienne plus élevée.

« Par rapport aux rapports précédents qui utilisaient la metformine comme agent antibactérien seul, d’excellents effets antimicrobiens ont été obtenus dans nos expériences en utilisant des concentrations plus faibles des nanoplaquettes avec un temps d’action très court », a déclaré Li, qui a noté qu’ils étudient également les effets de la metformine dans d’autres applications biomédicales pour développer davantage de thérapies.

Pour tester plus avant les nanoplaquettes recouvertes de metformine, les chercheurs ont établi un modèle d’infection par staphylocoque dans la peau de souris. Les souris ont été divisées en cinq groupes, chacun recevant un traitement différent. Le groupe qui a reçu à la fois les nanofeuilles de metformine et du peroxyde d’hydrogène supplémentaire pour favoriser la production de radicaux hydroxyles a présenté le taux de cicatrisation le plus rapide, avec une fermeture complète au 12ème jour du traitement.

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« Ce travail permet non seulement de développer un nano-agent de thérapie chimio-dynamique efficace comme agent antibactérien alternatif pour traiter les infections des plaies cutanées, mais il fournit également des idées pour découvrir de nouvelles utilisations pour les anciens médicaments », a déclaré Li.

Li est également affilié au Centre de recherche sur la nanoénergie, à l’École des sciences physiques et de la technologie de l’Université de Guangxi, et à l’École des nanosciences et de la technologie de l’Université de CAS. Les autres contributeurs sont Xueyu Wang, Teng Xu et l’auteur co-correspondant Shu Yan, 306e Collège clinique de l’APL, Cinquième Collège clinique, Université médicale d’Anhui ; Shaobo Wang, Shuncheng Yao, Yunchao Zhao, Zeyu Zhang et Tian Huang, Institut de la nanoénergie et des nanosystèmes de Pékin, CAS ; Xueyu Wang et Jiao Gao, Centre médical caractéristique de la Force de soutien stratégique de l’APL. Xueyu Wang et Xu sont également affiliés au Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, CAS, et au PLA Strategic Support Force Characteristic Medical Center. Shaobo Wang, Zhao, Zhang et Huang sont également affiliés au Center on Nanoenergy Research, School of Physical Science and Technology, Guangxi University. Yao est également affilié à l’école de nanoscience et de technologie de l’université de CAS.

La Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et le Programme national de soutien aux jeunes talents ont soutenu ce travail.

Source :

Presse de l’Université de Tsinghua

Référence du journal :

Wang, X., et al. (2022) Nanocouches de Cu2(OH)3Cl recouvertes de metformine pour la désinfection chimiodynamique des plaies. Nano Research. doi.org/10.1007/s12274-022-4457-5.

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Apasionado del running, vegano a los 25 años y comercial de la ropa, me incorporé al equipo de redacción de AltaVision.news en noviembre de 2021