Pour rappel, le projet DIAMOND a pour objectif de développer un pansement connecté permettant d’évaluer l’état d’infection d’une plaie d’un pied diabétique et de déclencher, sur demande et de manière localisée, la libération d’antibiotiques.
Le laboratoire UMET (CNRS 8207) de l’Université de Lille se focalise sur l’élaboration d’un « hydrogel actif photo-stimulable », c’est-à-dire un hydrogel chargé en agents thérapeutiques qui pourront être libérés, sur demande, dans la plaie infectée du patient diabétique via l’application d’un stimulus lumineux (laser à 980 nm). Pour concevoir un tel hydrogel, les chercheurs ont synthétisé des nanoparticules de polydopamine, obtenues par réaction de polymérisation de la molécule de dopamine dans l’eau, qui peuvent emmagasiner des principes actifs comme des antibiotiques et qui présentent également de très bonnes propriétés photothermiques. Ainsi, elles vont fournir de la chaleur sous traitement laser à 980 nm et provoquer la libération des principes actifs emmagasinés. Ces nanoparticules sont chargées avec deux antibiotiques ciblant les bactéries Gram (+) et les bactéries Gram (-) pour traiter un large spectre d’infections bactériennes. Elles sont ensuite incorporées dans un hydrogel viscoélastique constitué de deux polysaccharides, l’un cationique tels que le chitosan (CHT) et l’autre anionique à base de cyclodextrine (PCD) qui sont des molécules cages dérivées de l’amidon capables d’accueillir et de libérer de manière progressive des agents thérapeutiques. L’hydrogel est obtenu par mélange des deux polymères selon une méthode qui a récemment été brevetée par le laboratoire.1,2 Des tests sont actuellement en cours pour évaluer le profil de libération prolongée et localisée d’antibiotiques sous stimulus lumineux de ces hydrogels.
Pour mieux évaluer l’efficacité antibactérienne des pansements contre les infections, sans utiliser d’animaux vivants, l’U1008 (ADDS, Advanced Drug Delivery System) de l’Université de Lille travaille sur un modèle de peau de porc infectée, destiné à évaluer l’efficacité antibactérienne des pansements développés par les autres partenaires du projet DIAMOND (UMET, UMons, UGent, Materia Nova, Centexbel, Multitel et Eurasanté), face à des bactéries courantes comme Staphylococcus aureus ou Pseudomonas aeruginosa. Ce modèle a aussi un objectif éthique important : limiter les expérimentations sur les animaux vivants en utilisant un système plus simple mais proche de la réalité.
Comment créer une fausse plaie infectée ?
Les chercheurs ont récupéré la peau de porc à la fin d’un protocole clinique. Ils ont essayé trois méthodes : brûlure, découpe manuelle avec des outils médicaux, et un outil rotatif Dremel®. C’est cette dernière méthode qui a été retenue, car elle permet de faire des plaies précises et bien régulières.
La peau a ensuite été découpée en petits morceaux, désinfectée à l’alcool, puis placée dans des boîtes contenant un gel nourrissant avec un antibiotique pour éviter toute contamination extérieure.3-4 Les chercheurs ont ensuite ajouté des bactéries (Staphylococcus aureus) sur les plaies, puis laissé incuber à 37°C.
Les bactéries ont bien poussé, mais des champignons sont aussi apparus, sans doute à cause de microbes naturellement présents sur la peau. Les chercheurs prévoient donc d’améliorer la désinfection, par exemple avec un rinçage sous ultrasons ou en ajoutant un antifongique.
Ce modèle de peau infectée en laboratoire est une solution prometteuse pour tester, dans des conditions proches du réel, l’efficacité des pansements innovants du projet DIAMOND. Il ouvre aussi la voie à de nouvelles collaborations, en France comme à l’étranger, avec d’autres chercheurs qui travaillent sur les infections de la peau et les traitements associés.
Références
- 1. Chijcheapaza-Flores, H.; Tabary, N.; Chai, F.; Maton, M.; Staelens, J.-N.; Cazaux, F.; Neut, C.; Martel, B.; Blanchemain, N.; Garcia-Fernandez, M. J. Injectable Chitosan-Based Hydrogels for Trans-Cinnamaldehyde Delivery in the Treatment of Diabetic Foot Ulcer Infections. Gels 2023, 9 (3), 262. ;
- Blanchemain N, Martel B, Flores C, Cazaux F, Chai F, Tabary N, Lopez M, Procédé de fabrication d’hydrogel à base de chitosan et de polyélectrolytes chargés négativement et matériau poreux alvéolaire issu dudit hydrogel, brevet FR3038318 (2017), WO2017001808 (2017), CA2991000 (2017), CN107949598 (2018), JP2018519120 (2018), EP3317326 (2018), ES2854712 (2021), US11168183B2 (2021)
- Andersson, M. Å.; Madsen, L. B.; Schmidtchen, A.; Puthia, M. Development of an Experimental Ex Vivo Wound Model to Evaluate Antimicrobial Efficacy of Topical Formulations. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22 (9), 5045.
- Andrianopoulou, A.; Sokolowski, K.; Wenzler, E.; Bulman, Z. P.; Gemeinhart, R. A. Assessment of Antibiotic Release and Antibacterial Efficacy from Pendant Glutathione Hydrogels Using Ex Vivo Porcine Skin. J. Control. Release 2024, 365, 936–949.
