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L’administration de médicaments sous forme de nanoparticules pour lutter contre la résistance aux antibiotiques

De l’avis général, la résistance des micro-organismes aux médicaments est une conséquence écologique de l’utilisation peu judicieuse des agents antimicrobiens. Afin de lutter contre cette résistance, une étude européenne a mis au point des nanoparticules pour administrer de manière plus sûre les médicaments.
L’administration de médicaments sous forme de nanoparticules pour lutter contre la résistance aux antibiotiques
Mycobacterium tuberculosis, l’agent responsable de la tuberculose, est un pathogène intracellulaire. Alors qu’il cible ce genre de pathogènes, le médicament sélectionné doit pouvoir traverser la membrane des cellules eucaryotes pour garantir la réussite du traitement. Cependant, tous les antibiotiques n’atteignent pas la concentration intracellulaire thérapeutique, ce qui entraîne une résistance aux antibiotiques et accentue le besoin d’améliorer les systèmes de délivrance des médicaments pouvant pénétrer les cellules infectées.

Les nanotransporteurs qui reposent sur des oligosaccharides cycliques biocompatibles connus sous le nom de cyclodextrines (CD) se présentent comme des vecteurs prometteurs pour administrer des antibiotiques. Ils présentent une excellente biocompatibilité chez les humains, une faible toxicité et une absence de stimulation immunitaire, même à fortes doses. Plus important, ils peuvent intégrer efficacement une série de molécules actives qui les protègent de la dégradation, ce qui permet d’augmenter la biodisponibilité des médicaments et de diminuer la durée du traitement.

Les nanotransporteurs CD sont notamment envisagés pour traiter la tuberculose ainsi que les espèces de bactéries les plus souvent impliquées dans les infections hospitalières. En ciblant la tuberculose, le projet CYCLON HIT financé par l'UE entendait concevoir, caractériser et évaluer l’efficacité des nanotransporteurs à base de CD.

Des nanoparticules pour traiter la tuberculose

La tuberculose constitue un important problème sanitaire, alors qu’elle infecte des millions de personnes dans le monde. La mauvaise utilisation des médicaments de première intention pourrait mener à une tuberculose multirésistante, qui sera ensuite traitée avec de la chimiothérapie ou des médicaments de deuxième intention, comme l’éthionamide (ETH). Toutefois, les patients trouvent souvent difficile de respecter les schémas thérapeutiques qui requièrent de fortes doses d’ETH.

De récentes études ont démontré que certaines molécules «amplificatrices» augmentent considérablement son efficacité, ce qui améliore le traitement clinique de la tuberculose résistante aux médicaments. «Nous voulions analyser l’administration simultanée d’ETH et de molécules amplificatrices en utilisant des nanoparticules CD», explique la coordinatrice du projet, la Dr Ruxandra Gref.

Les chercheurs se sont intéressés à l’administration pulmonaire des nanoparticules, étant donné que le principal foyer de l’infection au Mycobacterium tuberculosis se trouve dans les poumons. Cette approche a permis d’atteindre de plus grandes concentrations de médicaments au site cible en entraînant moins d’effets secondaires systémiques.

En suivant le traitement dans un modèle animal pour la tuberculose, les chercheurs ont observé une diminution importante de la charge mycobactérienne pulmonaire. «En sachant que le traitement actuel contre la tuberculose consiste en un cocktail de médicaments, l’approche de CYCLON HIT pourrait servir à encapsuler des médicaments synergiques, ce qui simplifierait considérablement le traitement et augmenterait l’observance du patient», poursuit la Dr Gref.

La conception des antibiotiques de prochaine génération

La résistance aux médicaments survient non seulement dans les environnements de soins de santé en raison d’une pression de sélection ou d’abus de médicaments, mais aussi parmi les pathogènes communautaires, où elle augmente en raison de l’exposition continue aux faibles doses d’antibiotiques contenus dans les aliments, par exemple.

Étant donné que les bactéries répondent à la pression de sélection des antibiotiques en mutant constamment et en développant des gènes de résistance, des efforts de recherche soutenus sont nécessaires pour administrer des médicaments existants et éprouvés de manière optimisée.

Pour atteindre cet objectif, «le projet CYCLON HIT a formé la prochaine génération de chercheurs hautement qualifiés pour gérer les questions complexes liées à la résistance accrue aux antibiotiques», souligne la Dr Gref. Des chercheurs en début de carrière et expérimentés ont suivi une formation interdisciplinaire en chimie, nanotechnologie, microbiologie et études in vivo.

Le consortium a également organisé trois ateliers, deux cours d’été et différentes activités d'information. Les équipes impliquées sont allées au-delà de leurs objectifs initiaux en organisant un congrès à l’Institut Pasteur à Paris en 2015 et un événement de partenariat et de présentation à Orsay en 2018, et ont ainsi rassemblé plusieurs projets de l’UE. En outre, le professeur Thorsteinn Loftsson et la Dr Gref ont publié une édition spéciale d’une revue à impact élevé dans ce domaine, où les partenaires de CYCLON HIT ont fourni un travail considérable sur l’utilisation de CD pour lutter contre des maladies graves.

En exploitant les dernières avancées réalisées dans le domaine de la nanomédecine, les partenaires de CYCLON HIT envisagent de mettre en place des approches thérapeutiques alternatives pour d’autres micro-organismes résistants en plus du Mycobacterium tuberculosis. «Les nanoparticules intelligentes capables d’administrer des médicaments au site de l’infection avec un minimum d’effets secondaires seront certainement privilégiées à l’avenir», avance la Dr Gref.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

CYCLON HIT, résistance aux antibiotiques, nanoparticule, tuberculose, cyclodextrine (CD), nanotransporteur