Le haut débit ou comment trouver des polymères antibiofilms

À l’époque de la chimie synthétique, le nombre de polymères susceptibles d’avoir des propriétés antibactériennes semble infini. Des chercheurs du MIT et de l’université britannique de Nottingham ont développé une méthode afin de réaliser un criblage à haut débit de centaines de polymères en fonction de leur capacité à limiter la formation des biofilms. L’équipe d’Andrew Hook a ainsi utilisé une méthode de micropuces où l’adhérence des bactéries aux différents polymères est mesurée par fluorescence après l’incubation.
À partir d’une banque de 22 monomères d’acrylate, les laboratoires américains et anglais ont généré, de manière plus ou moins aléatoire, 576 solutions différentes de monomères. Ces solutions ont été étalées sur des micropuces où elles ont polymérisé. Les plaques obtenues ont ensuite été incubées avec des bactéries couramment retrouvées lors d’infections nosocomiales : Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus et Escherichia coli, toutes trois exprimant la GFP afin de mesurer leur prolifération grâce au signal fluorescent. L’identification et la caractérisation des polymères d’intérêt ont été assurées par spectrométrie de masse à temps de vol d’ions secondaires.
Cette technique a permis d’identifier un groupe de matériaux, apparentés structurellement, comprenant des fractions d’hydrocarbures et d’esters cycliques. In vitro, cette famille de polymères a réduit de 96,7 % la fixation des bactéries pathogènes comparée à la surface commerciale de référence, un hydrogel d’argent. Sur un modèle murin d’implants infectieux, les chercheurs ont confirmé in vivo cette propriété antibactérienne. Après trois jours d’incubation, les implants recouverts d’un polymère identifié par les micropuces présentaient plus de 30 fois moins de biofilms qu’avec l’hydrogel d’argent.
Cet article de Nature Biotechnology démontre la pertinence d’une méthode systématique pour la recherche de nouveaux composés d’intérêt dans la lutte contre les infections nosocomiales. En effet, les polymères identifiés n’auraient été repérés autrement, leur structure ne laissant pas prévoir de propriétés antibactériennes selon l’état des connaissances sur la formation des biofilms.

Hook AL et al. (2012) Nat Biotechnol, doi:10.1038/nbt.2316

Vue rapprochée des micropuces lors l’analyse par spectrométrie de masse à temps de vol d’ions secondaires.
© The University of Nottingham