PHILADELPHIE, ÉTATS-UNIS : En raison de la menace qui pèse sur la santé mondiale, l’Organisation mondiale de la santé a entrepris de renforcer la réponse mondiale aux infections fongiques. Il est important d’améliorer l’efficacité antifongique sur le site de l’infection. Les nanomatériaux actuels ont démontré leur potentiel en tant qu’agents antifongiques, mais leur efficacité et leur manque de spécificité entraînent des durées de traitement plus longues, des éventuels effets inattendus et une résistance aux médicaments. Des chercheurs de l’université de Pennsylvanie ont mis au point un nouveau moyen d’éradiquer rapidement et précisément, les infections fongiques buccales à l’aide de nanorobots à commande magnétique.
Le système microrobotique qu'ils ont utilisé est le résultat d'une collaboration permanente entre l'école dentaire et l'école d'ingénierie et de sciences appliquées de l'université. Le système se compose de nanoparticules qui peuvent brosser, passer le fil dentaire et rincer les dents en une seule étape, ce qui permet d'éliminer efficacement le biofilm des dents. Les chercheurs ont déjà testé le système pour des applications endodontiques, et les robots ont été capables d'accéder aux surfaces difficiles d'accès du canal radiculaire, d'éliminer le biofilm, de prélever des échantillons pour le diagnostic, et même d'administrer des médicaments.
Dans un communiqué de presse de l'université sur l'application la plus récente de ces microrobots, le co-chercheur, le professeur Hyun Michel Koo, du département d'orthodontie de l'université, a expliqué la raison d'être de l'étude : « Les champignons du genre Candida forment des biofilms tenaces, qui sont particulièrement difficiles à traiter. Les thérapies antifongiques actuelles n'ont pas la puissance et la spécificité requises, pour éliminer rapidement et efficacement ces agents pathogènes ».
« Les méthodes que nous utilisons pour contrôler les nanoparticules dans cette étude sont magnétiques, ce qui nous permet de les diriger vers l'endroit exact de l'infection. Nous utilisons des nanoparticules d'oxyde de fer, qui ont une autre propriété importante, à savoir qu'elles sont catalytiques », explique le Dr Edward Steager, co-chercheur à l'école d'ingénierie et de sciences appliquées.
En présence de peroxyde d'hydrogène, ces nanoparticules catalytiques, appelées nanozymes, génèrent de grandes quantités de diverses molécules contenant de l'oxygène, exerçant ainsi un effet antimicrobien. Les chercheurs ont découvert que les nanozymes se lient fortement aux cellules fongiques, ce qui permet une élimination ciblée des champignons. En exploitant ces propriétés, les chercheurs ont pu éradiquer avec précision les champignons en l'espace de dix minutes, en dirigeant les nanozymes vers le site de l'infection.
« Nos assemblages de nanozymes montrent une attirance incroyable pour les cellules fongiques, en particulier par rapport aux cellules humaines. Cette interaction de liaison spécifique ouvre la voie à un effet antifongique puissant et concentré, sans affecter les autres zones non infectées », a déclaré le Dr Steager.
L'équipe de recherche estime que ses robots à base de nanozymes présentent un grand potentiel pour l'avenir. Le professeur Koo commente : « Nous avons découvert un outil puissant dans la lutte contre les infections fongiques pathogènes. Ce que nous avons réalisé ici est un grand pas en avant, mais ce n'est qu'une première étape. Les propriétés magnétiques et catalytiques, combinées à une spécificité de liaison inattendue aux champignons, ouvrent des perspectives passionnantes pour un mécanisme antifongique automatisé « cibler, attraper et éliminer ». Nous sommes impatients d'aller plus loin et d'exploiter tout son potentiel ».
L'étude, intitulée « Nanozyme-based robotics approach for targeting fungal infection », a été publiée le 4 mai 2023 dans Advanced Materials, avant d'être incluse dans un numéro.
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