De minuscules machines capables de perforer les bactéries et les champignons sous l’effet de la lumière visible promettent de révolutionner la lutte antimicrobienne.
Les antibiotiques ont marqué une étape importante dans la lutte contre les maladies infectieuses. Cependant, l’utilisation généralisée et systématique de ces médicaments dans la pratique clinique a conduit à l’émergence d’une résistance aux antibiotiques, l’un des défis sanitaires les plus importants du 21e siècle. La résistance aux antibiotiques est actuellement responsable de plus de 1,5 million de décès dans le monde chaque année, occasionnant des coûts de santé considérables.
Des nanomatériaux activés par la lumière qui ciblent les bactéries
L’industrie pharmaceutique ne développe que fort peu d’antibiotiques dotés d’un mode d’action innovant. La plupart des antibiotiques en cours d’élaboration sont donc soumis aux mêmes mécanismes de résistance que ceux associés aux molécules développées jusqu’alors.
C’est dans cette optique que le projet REBELLION a développé des molécules synthétiques à l’échelle nanométrique, appelées machines moléculaires, afin de remplacer les antibiotiques. Les travaux ont été entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA) et ont porté sur des machines moléculaires activées par la lumière qui peuvent être contrôlées avec une grande précision spatiale et temporelle en modulant l’intensité et la longueur d’onde du stimulus lumineux.
«Ces minuscules centrales électriques pourraient nous apporter l’avantage dont nous avons tant besoin dans notre lutte contre les superbactéries, en redéfinissant la manière dont nous combattons les infections dans notre paysage en constante évolution», souligne Ana L. Santos, chercheuse au MSCA.
Lorsqu’elles sont activées par des longueurs d’onde spécifiques, ces machines moléculaires subissent de rapides changements de conformation qui se manifestent par une rotation unidirectionnelle, semblable à celle d’une perceuse. Ce mouvement de forage peut propulser des molécules à travers les bicouches lipidiques, provoquant la mort des cellules.
Les machines moléculaires ont déjà démontré leur capacité à cibler et tuer les cellules cancéreuses. Toutefois, leur activation nécessite l’utilisation de la lumière UV, qui est toxique pour les cellules humaines. Ana L. Santos et ses collègues ont surmonté cet obstacle en modifiant la structure chimique des machines moléculaires de manière à ce qu’elles répondent à une lumière bleue visible et inoffensive tout en conservant leur mode d’action…
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