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Traiter les maladies infectieuses grâce aux peptides antimicrobiens

Dans le contexte de l’augmentation de la résistance aux antibiotiques, le projet FORMAMP a testé des systèmes de délivrance qui reposent sur la nanotechnologie et des peptides antimicrobiens (PAM), afin de proposer de nouveaux outils dans la lutte contre les maladies infectieuses.
Traiter les maladies infectieuses grâce aux peptides antimicrobiens
Il a été calculé que l’augmentation de la résistance microbienne est responsable d’environ 25 000 décès par an dans l’UE, ce qui représente un coût de 1,5 milliard d’EUR. Dans la quête de nouvelles thérapies pour lutter contre les maladies infectieuses, les peptides antimicrobiens sont perçus comme des candidats prometteurs car ils semblent entraîner moins de résistance.

Le projet FORMAMP financé par l’UE a été mis en place pour explorer comment l’élaboration de nanotechnologies et les stratégies d’administration locale pourraient améliorer la stabilité et l’efficacité des PAM lorsqu’ils sont appliqués directement sur le site de la peau et des brûlures, ainsi que sur les infections pulmonaires.

Le projet a également élaboré un tout nouveau type de nanomatériau et a généré une nouvelle approche pour traiter la tuberculose grâce à des stratégies prometteuses de dégradation du biofilm.

Développer une formulation et des stratégies d’administration intelligentes

Les peptides antimicrobiens sont un groupe de molécules fonctionnant dans le cadre du système immunitaire inné de la plupart des organismes. Étant donné qu’ils agissent rapidement contre les micro-organismes étrangers et qu’ils opèrent selon des mécanismes non spécifiques, les bactéries s’efforcent de développer une résistance contre eux. Même s’ils sont prometteurs pour une nouvelle génération de traitements thérapeutiques, peu de PAM ont atteint le stade des essais cliniques en raison de leur sensibilité à la dégradation et de leurs coûts de production élevés.

L’équipe de FORMAMP a analysé différentes combinaisons de PAM et de nanotransporteurs afin d’identifier des actions antibactériennes contre plusieurs types de souches (y compris des souches multirésistantes). Les nanotransporteurs étudiés disposaient de nanocapsules lipidiques, de systèmes d’auto-assemblage des lipides, de microgels, de dendrimères et de nanoparticules de silice mésoporeuse. L’équipe est également parvenue à développer un tout nouveau système de porteur, dont le brevet a été déposé.

Résumant les résultats du nanotransporteur, la coordinatrice du projet, la Dr Lovisa Ringstad, déclare: «Les systèmes à base de lipides étaient les plus efficaces pour une administration topique. Alors que les particules de silice mésoporeuse étaient très efficaces pour une administration pulmonaire. Les systèmes à base de polymères ont été utilisés pour une application à la fois pulmonaire et topique. En ce qui concerne la dégradation du biofilm des bactéries, un type de nanotransporteur à base de lipides a fonctionné de manière synergique avec les PAM, ce qui est très intéressant.»

Pour les systèmes de délivrance des médicaments, une formule de gel thermosensible s’est avérée prometteuse pour une administration topique, alors que des poudres inhalables pour une administration pulmonaire ont été développées et qu’elles se distribuaient bien dans les poumons.

Des caractérisations biophysiques ont été menées de manière continue pour comprendre les interactions entre les PAM et les nanotransporteurs, ainsi qu’avec leur environnement immédiat. La modélisation des cellules et des tissus (in vitro et ex vivo) a servi à étudier l’impact des peptides et, à la dernière étape, des modèles de souris et de rats (in vivo) ont été utilisés pour évaluer les effets. En outre, la toxicité des formules a été examinée.

Un ajout à la panoplie de traitements

Certains résultats concrets du projet ont déjà permis de réaliser de nouveaux traitements. Par exemple, une des PME du consortium a signé un accord de licence pour contribuer à développer un peptide pour le traitement des infections de la peau et des tissus mous. De plus, des stratégies visant à dégrader les biofilms associés à plusieurs infections graves telles que la mucoviscidose et les brûlures, ont aussi été mises au point.

FORMAMP a également contribué au développement d’une formulation prometteuse pour traiter la tuberculose. Comme le précise la Dr Ringstad: «La poursuite du développement est prévue pour ce traitement, pour lequel une démonstration du bien-fondé de la conception dans les organismes vivants et une compréhension plus détaillée du mécanisme précis sont nécessaires. En outre, nous devons parfaire notre formulation, ce qui nécessite de poursuivre la fabrication et le développement du contrôle de la qualité.»

Les nanoformulations de FORMAMP peuvent également être perfectionnées pour servir de plateforme à d’autres applications qui administrent des produits biologiques comme nouvelles thérapies entraînant moins d’effets secondaires pour différentes maladies.

La Dr Ringstad conclut: «La combinaison de ces nouveaux traitements, une meilleure sensibilisation du public à la résistance antimicrobienne, des outils de diagnostic et des mesures de prévention contre la propagation de souches multirésistantes, devraient nous permettre de réduire la résistance à l’avenir.»

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Mots-clés

FORMAMP, résistance aux antibiotiques, nanotechnologie, nanotransporteurs, nanoproduits, maladies infectieuses, peptides antimicrobiens, outils de diagnostic, tuberculose, mucoviscidose, brûlures