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ANTIBIORÉSISTANCE : Les bactéries du biofilm exploitent l'effet lotus pour se protéger

Actualité publiée il y a 2 années 7 mois 3 jours
NPJ Biofilms and Microbiomes

De nombreux agents pathogènes infectieux sont difficiles à traiter car ils se développent en biofilms, des couches de bactéries métaboliquement actives, en croissance lente, très résistantes aux antibiotiques. Ainsi la plaque dentaire ou encore le biofilm qui se développe sur certaines plaies (infectées) sont deux exemples connus de biofilms difficiles à éliminer. Difficiles à éliminer en partie parce qu'ils sont extrêmement hydrofuges. Cette équipe de scientifiques de l'Université technique de Munich (TUM) décrypte, dans la revue NPJ Biofilms and Microbiomes, comment ces biofilms adaptent leur texture de surface pour repousser l'eau, un peu comme les feuilles et ce faisant ouvrent un nouvel angle d'attaque.

En fait, les bactéries s'entourent d'une coquille de blocs chimiques ou polymères pour se protéger des risques environnementaux. La combinaison des bactéries et de ces polymères constitue le biofilm. Les microorganismes qui forment des biofilms sur les surfaces développent des stratégies intelligentes pour empêcher l'eau courante de les éliminer. D'où le risque d'infection majeur associé aux implants ou encore aux cathéters.

Ces chercheurs experts en biomécanique et en hydrogels biologiques étudient les principes physiques qui rendent les bactéries biologiques aussi difficiles à éliminer.

 

Du caractère hydrofuge des biofilms : les scientifiques montrent d'abord, que l'approvisionnement en nutriments détermine la surface des biofilms. Ainsi, les biofilms déclenchés par une même bactérie ne sont pas for cément identiques. En particulier sur le plan hydrofuge, dans certains cas, les gouttelettes d'eau se propagent presque instantanément sur la surface, dans d'autres cas, elles roulent à la surface ou s'accrochent à la surface sous la forme de perles sphériques, même si la surface est inclinée.

 

Les microorganismes utilisent des astuces du monde végétal, à savoir le comportement hydrofuge des feuilles des plantes de lotus et des roses. La structure superficielle des films bactériens est en effet très similaire à celle des feuilles de la plante. Comme les feuilles, les biofilms ont également des structures rugueuses à l'échelle nanométrique, ce qui les rend résistants à l'eau. Lorsque l'effet « lotus » est présent, de petites bulles d'air sont piégées entre la goutte d'eau et la surface de la feuille, lorsque l'effet « feuille de rose » est présent, cela ne se produit pas. C'est pourquoi les gouttelettes d'eau roulent des feuilles de lotus mais adhèrent aux pétales de rose. Et le fait qu'un biofilm se comporte plus comme une feuille de lotus ou un pétale de rose dépend des nutriments disponibles pour la bactérie pendant sa croissance, car cela détermine la structure de surface précise du biofilm.

 

Une nouvelle approche pour lutter contre les biofilms : ces données certes très expérimentales apportent néanmoins de nouvelles voies pour lutter contre le biofilm. Les bactéries dans les biofilms sont souvent difficiles à éliminer par antibiotiques ou autres composés chimiques. C'est ce qui explique, du moins en partie, la prévalence croissante des résistances bactériennes ou antibiorésistances. Les chercheurs proposent donc de s'attaquer aux propriétés hydrofuges des biofilms car une substance antibactérienne ne peut pas fonctionner si elle est incapable d'atteindre la surface d'un biofilm. Ainsi, en modifiant cette texture de surface hydrofuge, expliquent les chercheurs, nous avons une nouvelle approche prometteuse pour l'élimination des biofilms des surfaces telles que ceux rencontrés sur les cathéters et les plaies infectées.

 

May, 2017 DOI: 10.1038/s41522-017-0018-1 Surface topology affects wetting behavior of Bacillus subtilis biofilms

 

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