Un laser à lumière bleue peut tuer le SARM sans affecter les cellules saines. Photo de Jackie Ricciardi pour Boston University Photography.

Les bactéries sont d'une adaptabilité impressionnante. Grâce à la division cellulaire rapide et au transfert horizontal de gènes - où ils transfèrent des gènes avec leurs voisins - les bactéries peuvent rapidement renforcer leurs défenses contre les menaces.

Une telle menace est les antibiotiques , et les agents pathogènes, comme certaines bactéries, s'adaptent rapidement pour les vaincre.

Alors que ces agents pathogènes deviennent résistants à de plus en plus d'antibiotiques, les visions d'un monde dans lequel les médicaments dont nous dépendons ne fonctionnent plus ont vu les scientifiques se précipiter pour trouver un autre moyen de stopper les infections.

Maintenant, des scientifiques du College of Engineering de l'Université de Boston dans le Massachusetts ont annoncé qu'ils avaient réussi à affaiblir les agents pathogènes en utilisant la lumière bleue pour les attaquer au niveau moléculaire.

Le professeur Ji-Xin Cheng, du College of Engineering, affirme que «la thérapie est nouvelle car, au lieu d'utiliser une approche médicamenteuse, elle vise physiquement la structure de la cellule elle-même».

Le professeur Cheng est l'auteur principal d'un article en sciences avancées qui décrit maintenant la recherche.

Le professeur Cheng et ses collègues ont découvert le potentiel de la lumière bleue par accident, lors de l'expérimentation de nouvelles techniques de microscope optique.

Ils utilisaient Staphylococcus aureus ( S. aureus ) comme sujet microscopique mais le trouvèrent bientôt trop instable pour leurs besoins; la lumière bleue du microscope blanchissait la molécule de staphyloxanthine (STX) de la bactérie.

«La pigmentation dorée est la signature universelle de S. aureus », explique le professeur Cheng. «À des fins d'imagerie, c'est mauvais. Mais, s'il est blanchi, nous nous sommes demandé, est-il toujours vivant? »

L'équipe a été encore plus surprise et excitée d'apprendre que leur photoblanchiment a finalement causé la mort de toute leur colonie de S. aureus . Être capable de tuer S. aureus n'est pas une mince affaire.

S. aureus est sans doute le signe avant-coureur le plus imminent d'une ère postantibiotique imminente.

S. aureus résistant à la méthicilline ( SARM ) provoque des infections cutanées et des tissus mous, une septicémie et une pneumonie .

La méthicilline a été le premier antibiotique à échouer contre le SARM, et la bactérie est depuis devenue extrêmement difficile à traiter avec d'autres antibiotiques également.

Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC), le SARM est responsable de la plupart des 2,8 millions d' infections résistantes aux antibiotiques et des 35 000 décès qui en résultent chaque année aux États-Unis.

Confrontée à la mort inattendue de S. aureus, l'équipe de Cheng s'est retrouvée à se demander: «Si nous blanchissons [le pigment doré du SARM], pouvons-nous tuer la [bactérie]?»

La réponse à la question s'est avérée être: "Presque". C'est peut-être suffisant.

Une étude plus approfondie a révélé que lorsque les photons de lumière bleue du microscope ont décomposé STX, de petites ouvertures sont apparues sur les membranes protégeant les cellules du SARM, et 90% de la colonie est morte.

Cependant, lorsqu'il s'agit d'une bactérie en mouvement rapide comme le SARM, cela ne suffit pas: en une demi-heure, les cellules se sont à nouveau divisées.

Selon le principal auteur de l'étude, Pu-Ting Dong, "le SARM repousse très rapidement, donc pour être efficace, nous devons tuer 99,9% des bactéries."

Pour les 10% restants, l'équipe de Cheng a essayé quelque chose de nouveau: après la photolyse à la lumière bleue, qui fait référence à la dégradation des molécules par la lumière, ils ont dosé les cellules avec du peroxyde d'hydrogène, un oxydant puissant qui peut attaquer les cellules vivantes.

Le peroxyde d'hydrogène est entré dans les cellules de S. aureus par les trous de leurs membranes, les faisant imploser. Enfin, ils avaient détruit 99,9% de la colonie de S. aureus .

Ainsi, la photolyse à la lumière bleue semble être la première frappe d'un coup de poing un-deux qui peut éliminer les agents pathogènes résistants aux antibiotiques.

Depuis leurs premiers résultats en laboratoire, Cheng et son équipe ont établi un partenariat avec des chercheurs de l'Université Purdue et du Massachusetts General Hospital Wellman Center for Photomedicine à Boston pour confirmer l'efficacité de leur technique sur les plaies cutanées à SARM chez la souris.

Une partie de ce qui rend la photolyse à la lumière bleue si attrayante, en tant que thérapie, est qu'elle n'endommage pas les cellules normales.

Cela est également vrai de la thérapie au laser à impulsion de lumière bleue , qui, selon l'équipe de Cheng, peut fournir une photolyse encore plus efficace. Le co-auteur de l'étude, Jie Hui, explique:

«En utilisant un laser bleu pulsé, nous pouvons raccourcir considérablement le temps de thérapie et augmenter la profondeur des tissus que nous pouvons traiter efficacement. La lumière laser est indolore et ne dégage aucune sensation de chaleur, idéale pour les applications cliniques. »

- Jie Hui

La prochaine étape pour Cheng et ses collègues sera le développement d'un essai pour un traitement pour les personnes atteintes d'ulcères cutanés causés par le diabète .

«Si nous pouvons traiter les ulcères diabétiques», dit-il, «cela changera la vie des gens. En tant que scientifiques, nous ne voulons pas seulement publier des articles, nous voulons aussi rendre les fruits de notre travail et de nos financements de recherche à la société. »