Dans la thérapie photodynamique antibactérienne, l’irradiation est utilisée pour produire des espèces réactives de l’oxygène qui tuent les bactéries. Parce qu’elle nécessite de la lumière extérieure et de l’oxygène, cette méthode ne convient que pour les infections de surface.
Dans la revue Angewandte Chemieune équipe de recherche chinoise vient d’introduire une « batterie à oxygène singulet » moléculaire qui peut être « chargée » d’oxygène réactif, qu’elle libère ensuite dans les couches profondes des tissus pour cibler les staphylocoques résistants à la méthicilline.
Les bactéries résistantes aux antibiotiques sont en augmentation. Bien que souvent inoffensifs pour les personnes en bonne santé, les redoutables « agents pathogènes hospitaliers » multirésistants tels que le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) utilisent des blessures ou des plaies chirurgicales fraîches pour pénétrer dans le corps. Ils infectent également les patients immunodéprimés. Parce que les antibiotiques ne sont pas efficaces, il n’y a parfois aucun remède.
Une alternative très prometteuse est la thérapie photodynamique antibactérienne, déjà largement utilisée en dentisterie. Dans cette technique, une substance activée par la lumière (photosensibilisateur) est irradiée, déclenchant une réaction photodynamique qui produit de l’oxygène singulet (1O2), une forme excitée d’oxygène.
Contrairement aux antibiotiques, cette substance attaque simultanément plusieurs sites biomoléculaires de la bactérie. Il est facile à utiliser, sûr, indolore et généralement sans effets secondaires. Malheureusement, elle n’a été utile que pour les infections de surface car la lumière nécessaire ne pénètre que de quelques millimètres dans les tissus. De plus, les couches de tissus plus profondes n’ont pas assez d’oxygène pour un traitement efficace.
Une équipe dirigée par Bingran Yu et Fu-Jian Xu de l’Université de technologie chimique de Pékin a maintenant développé une nouvelle approche de la thérapie photodynamique : une « batterie à oxygène singulet » qui peut être utilisée pour lutter contre les infections bactériennes profondes car elle ne nécessite ni lumière ni oxygène externe. .
La conversion de l’oxygène en oxygène singulet réactif par irradiation en présence d’une molécule qui capte la lumière (photosensibilisateur) se produit en premier. La « batterie » est « chargée » avec l’oxygène singulet. Cette « batterie » consiste en un cycle spécial d’atomes de carbone à six chaînons contenant de l’azote (pyridone) qui lie étroitement l’oxygène singulet.
La molécule d’oxygène réactif relie deux sommets opposés de l’anneau (endoperoxyde). Un peptide lié à l’anneau « reconnaît » spécifiquement les bactéries SARM, de sorte que les batteries moléculaires s’accumulent autour et dans les bactéries et libèrent en continu leur oxygène singulet.
Les bactéries sont ainsi simultanément attaquées à de nombreux endroits différents, y compris leur membrane, leur ADN, leurs enzymes et d’autres protéines. Cela rend le développement de la résistance pratiquement impossible. Lorsqu’elle est administrée à des souris par nébulisation, la batterie à oxygène singulet s’est révélée très efficace dans le traitement des infections pulmonaires causées par le SARM. Aucun effet secondaire systémique n’a été observé.
Plus d’information:
Yiwen Zhu et al, A Targeting Singlet Oxygen Battery for Multidrug‐Resistant Bacterial Deep‐Tissue Infections, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI : 10.1002/anie.202306803