Article de référence | Réf : NM4060 v1

Activité antifongique des nanomatériaux
Nanoparticules pour des applications antibactériennes, antifongiques et antivirales

Auteur(s) : Jasmina VIDIC

Date de publication : 10 janv. 2013

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RÉSUMÉ

La résistance bactérienne aux antibiotiques représente un problème de santé public majeur. Les nanoparticules d'argent, d'oxydes métalliques et les nanocarbones pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. L'effet antimicrobien des nanoparticules est inversement proportionnel à leur taille. En effet, à l'échelle nanométrique les nanoparticules possèdent une efficacité améliorées par rapport aux mêmes matériaux de plus forte taille. L'application médicale des nanoparticules est possible pour certaines qui sont cytotoxiques contre les microbes mais pas contre les cellules de mammifères.

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ABSTRACT

Nanoparticles for antibacterial, antifungal and antiviral applications

Bacterial resistance to antibiotics is a global major public health issue. Silver nanoparticles, metal oxides or nanocarbones could be an alternative to antibiotics. The antimicrobial effect of nanoparticles is inversely proportional to their size. Indeed at nanoscale, particles have greater efficiency in comparison with identical materials of greater size. The medical application of nanoparticles is possible for certain nanoparticles that are cytotoxic against bacteria but not against mammalian cells.

Auteur(s)

  • Jasmina VIDIC : Ingénieur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique (INRA), Laboratoire virologie et immunologies moléculaires, Jouy-en-Josas. Elle est responsable du plateau biophysiques et interlocuteur privilégié de son équipe pour le réseau C'Nano-Île-de-France

INTRODUCTION

Résumé

La résistance bactérienne aux antibiotiques représente un problème de santé public majeur. Les nanoparticules d'argent, d'oxydes métalliques et les nanocarbones pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. L'effet antimicrobien des nanoparticules est inversement proportionnel à leur taille. En effet, à l'échelle nanométrique les nanoparticules possèdent une efficacité améliorées par rapport aux mêmes matériaux de plus forte taille. L'application médicale des nanoparticules est possible pour certaines qui sont cytotoxiques contre les microbes mais pas contre les cellules de mammifères.

Abstract

Resistance to antibiotics in bacteria represents a worldwide public health problem. Silver nanoparticles, metal oxides or nanocarbones can be an alternative to antibiotics. The antimicrobial efficacy of the nanoparticles is inversely correlated with their size. At nanoscale particles have improved specificity and efficiency compared to the same materials of greater size. The medical application of nanoparticles is possible because some nanoparticles are cytotoxic against bacteria but not against mammalian cells.

Mots-clés

activité antimicrobienne, oxydes métalliques, nanoparticule d'argent, nanotubes, mécanismes d'action, nanoparticules de dioxyde de titane, toxicité environnementale.

Keywords

antimicrobial activity, metal oxides, silver nanoparticles, nanotubes, mechanism of action, titanium dioxide nanoparticles, environmental toxicity.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm4060

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6. Activité antifongique des nanomatériaux

De nombreuses équipes ont étudié les effets antibactériens des nanoparticules, mais il y a peu d'études concernant les effets antifongiques. Contrairement aux bactéries qui sont des organismes procaryotes monocellulaires, les champignons sont des organismes eucaryotes et peuvent être unicellulaires ou pluricellulaires. Le nombre de médicaments pouvant traiter les maladies fongiques est relativement limité et la demande de développement de nouveaux traitements ne cesse de croître. Les antifongiques utilisés actuellement contre les maladies fongiques, telles que celles causées par C. albicans, sont dirigés contre de multiples cibles : la paroi des champignons, leurs membranes plasmiques, l'ADN, l'ARN, les protéines impliquées dans la synthèse de l'ergostérol, etc. Les médicaments les plus utilisés pour traiter les infections fongiques sont les polyènes et les azoles. On trouve dans la littérature de nombreux témoignages de la résistance des souches fongiques à ces deux groupes de médicaments. Les champignons arrivent à résister aux traitements des antibiotiques par la formation d'un biofilm ou par tolérance génétique. Parmi les autres types d'antifongiques, on retrouve les composés chimiques qui inhibent la synthèse de certaines protéines nécessaires pour l'élongation, la synthèse de céramides, des transporteurs ABC ou qui ciblent les pompes à protons dans les membranes des champignons. Malheureusement, aucun de ces composés chimiques en utilisation n'a montré une efficacité absolue.

Les biofilms de micro-organismes sont très dangereux s'ils se forment au contact des cœurs artificiels, cathéters urinaires, des lentilles, ou des implants dentaires avec les tissus. Une possibilité de surmonter la tolérance des champignons aux traitements antifongiques causés par la formation de biofilms est de conjuguer la surface d'implants avec des nanoparticules actives. D'autres applications sont concernées aussi par ces problèmes : les dispositifs biomédicales, l'hygiène personnelle, le stockage et le transport de nourriture... Les surfaces conjuguées avec les nanoparticules permettront de livrer les médicaments aux sites d'infection, leur pénétration des biofilms, et interactions avec des cibles. Le traitement de surface avec les nanoparticules antimicrobiennes empêchera la formation des biofilms en limitant le nombre initial des micro-organismes en surface.

Il y a plus d'un demi-siècle que l'effet antimicrobien de l'argent colloïdal est connu pour ses effets antifongiques. Les nano-Ag tuent efficacement les champignons...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LAI (J.C.), LAI (M.B.), JANDHYAM (S.), DUKHANDE (V.V.), BHUSHAN (A.), DANIELS (C.K.), LEUNG (S.W.) -   Exposure to titanium dioxide and other metallic oxide nanoparticules induces cytotoxicity on human neural cells and fibroplasts.  -  Int. J. Nanomed., 3(4), p. 533-545 (2008).

  • (2) - GOTTESMAN (R.), SHUKLA (S.), PERKAS (N.), SOLOVYOV (L.A.), NITZAN (Y.), GEDANKEN (A.) -   Sonochemical Coating of Paper by Microbiocidal Silver Nanoparticles.  -  Langmuir, 27(2), p. 720-726 (2011).

  • (3) - SINGH (M.), SINGH (S.), PRASAD (S.), GAMBHIR (I.S.) -   Nanotechnology in Medecine and Antibacterial Effect of Silver Nanoparticles.  -  Digest J. Nanomat. Biostruct., 3(3), p. 115-122 (2008).

  • (4) - SHRIVASTAVA (S.), BERA (T.), ROY (A.), SINGH (G.), RAMACHANDRARAO (P.), DASH (D.) -   Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles.  -  Nanotechnology, 18, 225103, 9 p. (2007).

  • (5) - SHAHVERDI (A.R.), FAKHIMI (A.), SHAHVERDI (H.R.), MINAIAN (S.) -   Synthesis and effect of silver nanoparticles on the antibacterial activity of different antibiotics against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.  -  ...

1 Sites Internet

L'Union européenne a créé en 2002 le 6e programme-cadre structurant appelé Nano2Life http://www.nano2life.org

Parmi les réseaux nationaux on peut mentionner « C'NANO Île-de-France » http://www.cnanoidf.org/

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