Des biomatériaux innovants pour lutter contre les maladies nosocomiales

Les infections contractées à l’hôpital, appelées infection nosocomiales, touchent 1 patient sur 20 ayant séjourné dans un établissement hospitalier. Ces infections peuvent survenir lors de l’implantation d’un dispositif médical (pacemakers, défibrillateurs, etc.), des technologies de plus en plus utilisées face au vieillissement de la population. En réponse à cet enjeu de santé publique, des chercheurs strasbourgeois ont mis au point un revêtement anti-inflammatoire, antimicrobien, 100% naturel destiné à limiter ces infections et le rejet des dispositifs médicaux. Cette nouvelle technologie s’apprête à conquérir un marché porteur qui sauvera des nombreuses de vies.

Complications à l’hôpital, infections, rejets de dispositifs médicaux : un constat alarmant

En France, environ 750 000 infections nosocomiales sont répertoriées chaque année, entrainant près de 4000 décès. La lutte contre les bactéries responsables de ses infections nosocomiales devient plus difficile chaque année en raison de l’accroissement des multi-résistances aux antibiotiques. Selon certaines estimations, cette chute d’efficacité des traitements actuels pourrait être responsable de 10 millions de morts par an dans le monde en 2050. Il devient urgent de trouver de nouveaux moyens pour lutter contre la prolifération des micro-organismes en milieu hospitalier.

Parmi les causes des complications post-opératoires, les dispositifs médicaux (DM) sont pointés du doigt : une infection ou un rejet peut se déclarer suite à leur implantation. En effet, l’organisme peut reconnaitre un pacemaker, un défibrillateur implantable ou d’autres DM comme un corps étranger à éliminer, entrainant une forte inflammation et de graves conséquences sur la santé des patients.

 

Une solution innovante issue de la recherche publique strasbourgeoise

Actuellement, des DM composés d’argent sont utilisés pour limiter les infections. Malheureusement, ces matériaux métalliques ne sont pas neutres pour l’organisme et pourraient s’avérer dangereux. Souhaitant proposer une alternative, des chercheurs de l’unité de recherche Biomatériaux et Bioingénierie de Strasbourg ont développé un revêtement innovant, à apposer à la surface des DM, limitant les infections et les réactions inflammatoires.

La première étape consistait à créer un biomatériau, parfaitement toléré par l’organisme, capable d’être implanté en limitant au maximum l’inflammation. Les chercheurs ont alors utilisés deux types de polymères, issus de molécules naturellement anti-inflammatoires, à pulvériser en couches successives sur la surface d’un DM : un polymère d’arginine, la polyarginine (un polyanion chargé positivement) et de l’acide hyaluronique (un polycation chargé négativement).

 

Les charges opposées des polymères permettent leur assemblage et la formation d’une couche sur n’importe quelles surfaces. Cette technologie s’est révélée très efficace et a permis de réduire drastiquement l’inflammation, réduisant par conséquent le risque de rejet.

L’équipe s’est ensuite attachée à intégrer des molécules antimicrobiennes au sein de ces couches de polymères en vue de lutter également contre les infections. Les chercheurs ont été surpris de constater que l’association des deux polymères suffisait à elle seule à limiter considérablement la prolifération bactérienne, aucune molécule supplémentaire n’était nécessaire pour se débarrasser des bactéries. L’histoire des sciences regorge d’exemples de découvertes faites par hasard au détour d’une expérience au résultat inattendu. La découverte du laboratoire de Philippe Lavalle, directeur de recherche de l’unité Biomatériaux et Bioingénierie à Strasbourg, est l’illustration parfaite de ce phénomène appelé sérendipité : « Nous voulions comparer l’action antibactérienne d’une surface traitée avec les polymères, avec ou sans molécules antimicrobiennes. L’expérience comportant les seuls polymères devait être un simple contrôle, mais nous avons constaté que les deux conditions bloquaient totalement la prolifération des bactéries. Nous avons même demandé plusieurs étudiants de refaire les manipulations, reproduisant encore ce résultat inattendu ».

Des études complémentaires ont permis de comprendre que les charges positives de la polyarginine interagissaient fortement avec les charges négatives présentes à la surface des bactéries, entrainant la rupture de la membrane cellulaire. Différents types de bactéries, même les souches les plus résistantes aux antibiotiques, étaient détruites au contact de ce biomatériau.

Prochaine étape : amener ce nouveau biomatériau sur le marché. Pour cela, l’équipe a réalisé de nombreux tests pour s’assurer de l’innocuité des polymères sur les cellules humaines. Ils ont également démontré que ce traitement de surface résistait au stockage prolongé et restait intact après plusieurs types de stérilisations (une étape indispensable avant toute implantation de DM).

Des essais sont en cours chez les souris, mais la technologie doit encore passer la lourde étape des tests cliniques. Le projet est actuellement en maturation à la SATT Conectus et également accompagné par l’incubateur de startup SEMIA, un signal fort d’une volonté de passer d’une découverte académique à une innovation utile aux patients.

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