Un scientifique du TTUHSC reçoit un brevet américain pour produire de nouveaux nanoantibiotiques

Un scientifique du TTUHSC reçoit un brevet américain pour produire de nouveaux nanoantibiotiques

Selon les Centers for Disease Control and Prevention, plus de 2,8 millions d’Américains contractent chaque année des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques, et environ 35 000 de ces patients ne survivent pas à leur infection.

Dans sa recherche de solutions au problème de la résistance aux antibiotiques, Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., du Département de physiologie cellulaire et de biophysique moléculaire du Texas Tech University Health Sciences Center (TTUHSC), a concentré ses recherches sur le développement de nouvelles nanoparticules appelées nanoantibiotiques qui sont efficaces contre les infections bactériennes, en particulier celles qui résistent au traitement avec des antibiotiques connus.

À ce jour, les travaux de Liang ont donné lieu à plusieurs publications évaluées par des pairs et, depuis le 26 juillet, à un brevet américain intitulé « Antimicrobiens actifs à membrane nanostructurée hydrophile à haute activité, sélectivité et biodégradabilité », qui permet à l'équipe du laboratoire de Liang de produire les nouveaux nanoantibiotiques.

De nombreux antibiotiques sont déjà utilisés en clinique et nombre d’entre eux sont très efficaces contre les infections courantes. Mais nous sommes confrontés à ce défi croissant avec le SARM (Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline) et d’autres types de bactéries résistantes aux médicaments, les bactéries qui transforment les infections courantes en événements potentiellement mortels.

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Centre des sciences de la santé de l'Université Texas Tech (TTUHSC), Département de physiologie cellulaire et de biophysique moléculaire

Liang espère créer une nouvelle génération d'antibiotiques possédant trois propriétés : ils peuvent tuer les bactéries sans être toxiques pour les cellules saines, ils sont biodégradables et dégradables dans l'environnement, de sorte qu'ils ne nuisent pas aux communautés microbiennes normales dans les habitats naturels, et ils sont moins susceptibles de provoquer une résistance.

Des recherches antérieures ont montré que la capacité d'une molécule à repousser l'eau (hydrophobie) et sa capacité à attirer et à se dissoudre dans l'eau (hydrophilie) ont un impact significatif sur les cellules. Liang a déclaré que plus une substance est hydrophobe, plus la réaction qu'elle provoque est nocive. Cependant, il n’existe pas de norme quantitative quant au degré d’hydrophobie acceptable, a-t-il ajouté.

"Fondamentalement, si vous augmentez l'hydrophobie, vous pouvez tuer les bactéries", a déclaré Liang. "Mais cela tue aussi les cellules saines, et nous ne voulons pas de cela."

Dans une étude publiée en janvier 2022 parCommunication naturelleL’équipe Liang a développé de nouveaux nanoantibiotiques hydrophiles qui ressemblaient à de minuscules perles poilues composées de nombreuses brosses polymères hydrophiles greffées sur des nanoparticules de silice de différentes tailles. Ces composés synthétiques, que fabrique également le laboratoire de Liang, sont conçus pour tuer les bactéries par rupture des membranes, en utilisant un type différent de remodelage membranaire qui endommage les membranes bactériennes mais laisse les cellules de mammifères intactes.

Cette étude est la troisième publiée par le laboratoire Liang sur les nanoantibiotiques. Les premier et deuxième articles expliquant le concept de conception des nanoantibiotiques hydrophiles ont été publiés par ACS Infectious Disease en 2017 et Biomacromolecules en 2020. Tous deux ont été présentés en couverture dans leurs magazines respectifs et mis en avant par Chemical & Engineering News.

Fort des trois études publiées et du brevet, Liang a déclaré que son équipe se concentrait désormais sur une approche à deux volets pour développer et perfectionner les nanoantibiotiques destinés à être utilisés chez les patients.

Le premier objectif, que Liang a décrit comme le côté scientifique et de recherche de ses efforts, est de promouvoir les essais cliniques. Pour lancer ce processus, le laboratoire Liang demandera des subventions fédérales supplémentaires qui soutiendront les études sur les animaux et mèneront éventuellement à des essais cliniques sur des patients humains.

"Il s'agit davantage de la partie recherche et académique de nos efforts", a ajouté Liang.

Le deuxième pilier de l'approche de Liang consiste à travailler avec le centre d'innovation de la Texas Tech University pour soutenir la commercialisation de l'invention de son laboratoire.

« En tirant parti de l'opportunité de formation en recherche et commercialisation dans notre pôle d'innovation, nous pourrons, espérons-le, identifier les parties intéressées de l'industrie pharmaceutique qui sont capables ou désireuses de collaborer avec nous », a déclaré Liang. "L'une de nos orientations probables est de demander une subvention de recherche sur l'innovation dans les petites entreprises (SBIR) pour une production à l'échelle pilote. C'est notre approche à deux volets."

Liang a déclaré que l'infection pose un défi majeur à la fois aux médecins de première ligne et aux scientifiques. C'est un défi qu'il souhaite relever en utilisant l'innovation pour développer une nouvelle génération d'antibiotiques.

"C'est notre objectif et nous sommes sur la bonne voie pour l'atteindre", a déclaré Liang. "Je ne peux pas dire que c'est la seule voie à suivre ; bien sûr, il existe de nombreuses voies différentes. La nouveauté de notre contribution est de relever ce défi en développant des antibiotiques d'un point de vue de la nano-ingénierie. Il s'agit d'une voie très nouvelle, qui ne l'est pas." bien documenté et nous sommes fiers de nos progrès jusqu'à présent.

Sources :