Des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie ont développé des nanorobots qui peuvent se rendre sur le site d’une infection fongique sous l’influence d’un champ magnétique externe, se lier aux cellules fongiques, puis libérer des espèces réactives de l’oxygène pour détruire complètement le champignon. Les minuscules particules sont un exemple de nanoparticules catalytiques, que les chercheurs ont surnommées « nanozymes ». Fabriqués à partir d’oxyde de fer, ils sont manoeuvrables sous l’influence de champs magnétiques, permettant aux chercheurs de les localiser dans une partie précise du corps. Jusqu’à présent, dans les tests, il a été démontré que les nanorobots détruisent les biofilms fongiques, qui sont particulièrement difficiles à traiter à l’aide de médicaments antifongiques conventionnels.
Les infections fongiques peuvent être un défi majeur, en particulier si le champignon infectieux forme un biofilm épais que les médicaments antifongiques conventionnels peuvent avoir du mal à pénétrer. « Les candididae forment des infections à biofilm tenaces qui sont particulièrement difficiles à traiter », a déclaré Hyun Koo, un chercheur impliqué dans l’étude. « Les thérapies antifongiques actuelles n’ont pas la puissance et la spécificité requises pour éliminer rapidement et efficacement ces agents pathogènes, donc cette collaboration s’appuie sur nos connaissances cliniques et combine l’équipe d’Ed [Edward Steager of Penn’s School of Engineering and Applied Science] et leur expertise en robotique pour proposer une nouvelle approche.
L’image ci-dessus montre une image de fluorescence avant (à gauche) et après (à droite) de biofilms fongiques ciblés avec précision par des microrobots nanozyme sans se lier à l’échantillon de tissu ni le perturber. (Photo : Min Jun Oh et Seokyoung Yoon)
Les minuscules structures sont constituées de nanoparticules d’oxyde de fer qui peuvent être étroitement contrôlées à l’aide de champs magnétiques externes. « Les méthodes que nous utilisons pour contrôler les nanoparticules dans cette étude sont magnétiques, ce qui nous permet de les diriger vers le lieu exact de l’infection », a déclaré Steager. « Nous utilisons des nanoparticules d’oxyde de fer, qui ont une autre propriété importante, à savoir qu’elles sont catalytiques. »
Ces propriétés catalytiques rappellent l’enzyme peroxydase, qui a pour rôle d’aider à décomposer le peroxyde d’hydrogène en eau et en oxygène. Cependant, cela entraîne également la création de grandes quantités d’espèces réactives de l’oxygène, qui peuvent rapidement endommager et détruire les cellules vivantes à proximité. C’est le mécanisme d’action par lequel les nanorobots peuvent détruire les biofilms fongiques.
Cependant, les nanorobots possèdent également une autre propriété inattendue qui les assiste grandement dans leur quête de destruction de ces biofilms. Ils semblent être fortement attirés par les cellules fongiques et se lieront étroitement à ces biofilms, et montreront moins d’affinité pour les cellules humaines, améliorant considérablement leur spécificité et leur profil d’innocuité.
« Nos assemblages de nanozymes montrent une attraction incroyable pour les cellules fongiques, en particulier par rapport aux cellules humaines », a déclaré Steager. « Cette interaction de liaison spécifique ouvre la voie à un effet antifongique puissant et concentré sans affecter les autres zones non infectées. »
Étudier en Matériaux avancés: Approche robotique basée sur les nanozymes pour cibler les infections fongiques
Via : Université de Pennsylvanie
