Des chercheurs de l’Université McMaster ont créé une nouvelle arme puissante contre la contamination bactérienne et les infections.
Ils ont développé un moyen d’amadouer les bactériophages – des virus inoffensifs qui mangent des bactéries – pour qu’ils se lient et forment des billes microscopiques. Ces perles peuvent être appliquées en toute sécurité sur les aliments et autres matériaux pour les débarrasser des agents pathogènes nocifs tels que E. coli 0157. Chaque perle mesure environ 20 microns (un 50e de millimètre) de diamètre et est chargée de millions de phages.
L’équipe d’ingénieurs de McMaster à l’origine de l’invention, dirigée par les professeurs Zeinab Hosseinidoust, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie des bactériophages, et Tohid Didar, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nano-biomatériaux, et l’étudiant diplômé Lei Tian, ont créé un vaporisateur utilisant rien que les microbilles.
Le nouveau super-désinfectant pulvérisable des chercheurs est sans danger pour les aliments et très efficace, comme ils le décrivent dans un article (le lien sera actif lors de la publication) publié aujourd’hui dans la revue influente Communication Nature.
L’étudiant diplômé et boursier Vanier Shadman Khan a travaillé avec Tian pour tester le spray antibactérien sur les produits alimentaires.
« Lorsque nous le vaporisons sur les aliments, nous rassemblons essentiellement des milliards de mini-soldats pour protéger nos aliments de la contamination bactérienne », explique Tian, qui a dirigé l’étude dans le cadre de son doctorat. rechercher.
La recherche s’appuie sur le même travail de chimie que le laboratoire de Hosseinidoust avait précédemment utilisé pour déclencher la connexion des phages les uns aux autres en quantités suffisantes pour former un gel.
« Ils s’enchaînent comme des pièces microscopiques de Lego », dit-elle. « Cette structure naturelle organisée les rend beaucoup plus durables et plus faciles à emballer, à stocker et à utiliser. »
Avant l’introduction de la pénicilline dans les années 1940, la recherche sur les désinfectants et les thérapies à base de phages était très prometteuse, mais l’intérêt pour le développement de leur potentiel s’est estompé une fois que les antibiotiques à base de pénicilline sont arrivés sur le marché. La résistance aux antimicrobiens sapant désormais le pouvoir des antibiotiques existants, la recherche sur les phages suscite un nouvel intérêt intense.
Lorsque les phages, qui se produisent naturellement dans le corps et dans l’environnement, entrent en contact avec les bactéries cibles, ils se multiplient, augmentant de manière explosive leur pouvoir antimicrobien au cours de leur action.
« C’est une réaction en chaîne, créant une réponse dynamique et continue qui est encore plus puissante que les antibiotiques », explique Didar. « Aucun autre produit antibactérien, pas même l’eau de Javel, n’a les propriétés spéciales des phages. »
Un autre avantage majeur de l’utilisation des phages dans l’agriculture et la production alimentaire est qu’ils peuvent être dirigés très spécifiquement pour éliminer les souches de bactéries nocives sans tuer les bactéries bénéfiques qui améliorent le goût, l’odeur et la texture des aliments.
Le nouveau spray de phage a un potentiel prometteur pour une application commerciale, selon les chercheurs, d’autant plus que les phages ont déjà obtenu l’approbation de la Food and Drug Administration des États-Unis pour une utilisation dans les aliments.
Le document de recherche montre que le matériau pulvérisable peut éliminer E. coli 0157 dans la laitue et la viande, qui sont souvent à l’origine d’épidémies.
Les chercheurs disent que la même approche peut facilement être utilisée contre d’autres bactéries qui causent des intoxications alimentaires, telles que Salmonella et Listeria, individuellement ou en combinaison. Les pulvérisations de phages pourraient être utilisées dans la transformation, l’emballage et le nettoyage des aliments, et même comme traitement de l’eau et de l’équipement d’irrigation, arrêtant la contamination à la source, selon les chercheurs.
La recherche, achevée sous l’égide du Global Nexus de McMaster pour les pandémies et les menaces biologiques, combine et étend les travaux antérieurs du laboratoire de Hosseinidoust avec le travail que Didar et d’autres collègues de McMaster avaient fait pour créer des capteurs et des surfaces microscopiques pour détecter et repousser les agents pathogènes alimentaires.
Les co-auteurs de l’article incluent également Leon He, Kyle Jackson, Ahmed Saif et Zeqi Wan.
Le groupe prévoit ensuite de tester les applications prometteuses du nouveau matériau en médecine, où il pourrait être utilisé pour désinfecter les plaies, par exemple. Les applications médicales mettront plus de temps à prouver leur innocuité et leur efficacité, mais un produit conçu pour la désinfection dans la transformation des aliments pourrait arriver sur le marché beaucoup plus rapidement.
Plus d’information:
Microgels de bactériophages nanofibreux auto-assemblés comme antimicrobiens pulvérisables ciblant les bactéries multirésistantes, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-34803-7