Un nouveau biomatériau développé à l’Université fédérale de São Paulo (UNIFESP) au Brésil peut aider à résoudre deux problèmes à la fois. En tant que bioparticule, elle peut agir comme vecteur de médicament, en délivrant le médicament directement dans le tractus gastro-intestinal des poissons afin de contourner la résistance aux antibiotiques conventionnels, par exemple. De plus, il est administré par voie orale sous forme de poudre et est très appétissant pour les poissons, augmentant ainsi la probabilité d’un traitement efficace tout en réduisant les déchets et la pollution inhérents à la médication de ces animaux.
La recherche est rapportée dans un article publié dans la revue Avancées des biomatériaux.
« Notre bioparticule peut traverser le tube digestif et délivrer des médicaments directement dans l’intestin, renforçant ainsi l’efficacité des médicaments conventionnels, qui sont de plus en plus altérés par la résistance bactérienne », a déclaré Patrick D. Mathews, co-auteur de l’article. La recherche a été menée alors qu’il était chercheur postdoctoral à la faculté de médecine de l’UNIFESP (EPM).
« Le matériau peut être administré directement dans l’eau, où il est consommé par les poissons. La méthode d’administration normale consiste à mélanger le médicament à la nourriture, de sorte que vous ne savez jamais quelle quantité est réellement consommée, au lieu de simplement polluer l’eau. C’est devenu un problème. un problème sérieux pour les grandes entreprises piscicoles telles que l’industrie du saumon au Chili », a déclaré Mathews.
La bioparticule est à base de chitosane et d’alginate, polysaccharides d’origine naturelle utilisés dans l’industrie et la recherche. Le chitosane est dérivé des coquilles de crustacés et l’alginate est dérivé des algues. La formulation contient également de l’arginine, un acide aminé présent dans la plupart des aliments riches en protéines. La molécule antimicrobienne utilisée était un peptide obtenu à partir d’un arachnide trouvé dans la région du sud-est du Brésil.
Des spécimens de poisson-chat de Schwartz (Corydoras schwartzi), une espèce de poisson ornemental originaire d’Amazonie et d’autres régions d’Amérique du Sud, ont été traités avec le biomatériau pendant huit jours. L’analyse de leur tissu intestinal a montré une forte pénétration du biomatériau dans les cellules épithéliales et les couches plus profondes de l’organe. Diverses méthodes histologiques n’ont pas permis de détecter d’effets cytotoxiques ou d’autres dommages dus à la particule. Les tests hématologiques ont confirmé l’absence de toxicité dans les cellules sanguines.
« Nous avons utilisé des matériaux connus pour avoir peu ou pas de cytotoxicité. Le chitosane présente également l’avantage de bien adhérer aux muqueuses, comme le démontre l’étude. Les tests ont également montré qu’il tolère l’acidité du tube digestif et atteint l’intestin intact », a déclaré Omar Mertins. , professeur au département de biophysique de l’EPM-UNIFESP et dernier auteur de l’article.
Le matériel est le résultat de deux projets menés par Mertins : « Amélioration des propriétés du polysaccharide chitosane pour son application dans les liposomes et les vésicules géantes » et « Nanano cubosome en phase cristalline fonctionnalisé avec des biopolymères : développement comme vecteur de médicament et études in vivo chez le poisson zèbre (Danio rerio)« .
Parasites
Dans un étude précédente, les chercheurs ont testé l’efficacité d’une formulation similaire contre les parasites qui infectent les mêmes espèces de poissons. La bioparticule a délivré le praziquantel, un médicament anthelminthique largement utilisé pour traiter les maladies causées par les vers plats parasites (helminthes).
« Ces poissons d’ornement et d’autres sont principalement exportés vers l’Asie, l’Europe et les États-Unis, emportant avec eux un grand nombre de parasites. L’introduction de nouveaux agents pathogènes via ces exportations constitue un risque important pour les écosystèmes et même pour la production commerciale, car ils peuvent contaminer les deux. espèces sauvages et d’élevage », a déclaré Mathews.
Dans les intestins des animaux colonisés par les vers, la bioparticule a pénétré dans les kystes construits par les parasites pour se protéger, démontrant que le matériau peut être utilisé comme vecteur de médicaments pour traiter d’autres espèces de poissons. Une demande de brevet a été déposée pour l’une des formulations.
Les chercheurs vont maintenant tester cette formulation ainsi que d’autres pour traiter les parasites des poissons d’élevage commercial destinés à la consommation humaine, comme le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) et le Tambaqui (Colossoma macropomum).
UN étude menée en 2017 par un autre groupe de chercheurs, les pertes annuelles dues à la maladie dans la pisciculture d’eau douce au Brésil sont estimées à 84 millions de dollars.
« Le fait que le matériau soit non toxique pour les poissons montre qu’il n’est pas nocif pour les humains qui consomment leur chair. Les perspectives d’application sont très positives », a déclaré Mertins.
Plus d’information:
Carlos AB Ramirez et al, Polypeptide-bioparticule antibactérienne pour administration orale : formulation de poudre, appétence et approche de toxicité in vivo, Avancées des biomatériaux (2023). DOI : 10.1016/j.bioadv.2023.213525