Matériaux théranostiques associant les fonctionnalités d’imagerie 2 photons et de thérapie photodynamique pour le ciblage de bactéries et le contrôle des infections lors de la cicatrisation – MSN-2hv

Les infections de la peau et des tissus sous cutanés par des staphylocoques dorés sont parmi les plus fréquentes et peuvent entrainer des complications graves lors des processus de cicatrisation et par conséquent des durées d’hospitalisation allongées. En raison de la faible pénétration des molécules antibiotiques à travers la peau, les infections profondes ne répondent généralement pas ou peu aux traitements antibiotiques administrés par la voie topique. Le plus souvent un traitement antibiotique par voie orale ou parentérale est donc nécessaire. Au cours du traitement qui nécessite souvent des doses très élevées d’antibiotique, les effets secondaires sont courants et des réactions allergiques sont aussi observées. Ces inconvénients sont souvent à l’origine d’une diminution de l’efficacité du traitement. Le projet MSN-2hv propose une alternative thérapeutique innovante qui consiste à combattre les infections bactériennes en utilisant des nanoparticules d’organosilice poreuses et photosensibles capables d’encapsuler un antibiotique de façon à améliorer les processus de cicatrisation. Une série de nanostructures poreuses à base de silice ou d’organosilice seront formulées pour intégrer dans la porosité un antibiotique et dans leur structure des molécules photo-activables afin de conférer des propriétés de photothérapie dynamique (PDT) et de fluorescence sous excitation à 2-photons. En effet, l’excitation biphotonique par laser pulsé proche infrarouge permet une pénétration élevée du rayonnement dans les tissus cutanés. De plus, il a été démontré que l’excitation biphotonique s’accompagne d’une résolution spatiale très élevée permettant de cibler uniquement les zones chargées en nanoparticules photoactives sans atteindre les tissus voisins. Ce projet doit confirmer la faisabilité d’un traitement PDT sous excitation biphotonique d’une infection bactérienne cutanée avec en finalité une amélioration de la cicatrisation. La fluorescence des nanoparticules sous excitation biphotonique sera aussi mise à profit pour réaliser dans le cadre du projet MSN-2hv de l’imagerie de fluorescence. De plus ces nanostructures antibactériennes étant nouvelles jamais décrites et étudiées, une attention toute particulière sera portée aux études de nanotoxicité in vitro (cellules fibroblastes, macrophages, and cellules HUVEC) et in vivo (modèles zebrafish et souris), de biocompatibilité, de biodégradabilité et de biodistribution. En conclusion, l’efficacité de la cicatrisation d’une plaie présentant une infection par un staphylocoque doré sera testée et évaluée par des approches in vitro et in vivo dans le cadre du consortium et du partenariat développé avec l’équipe de Taiwan. Ainsi il est attendu de ces nouvelles nanostructures poreuses, élaborées pour permettre une synergie entre l’antibiothérapie et les approches thérapeutiques de type PDT sous excitation à 2 photons, qu'elles combattent efficacement les infections bactériennes au niveau des plaies. Les systèmes les plus performants aideront à dépasser les limitations des thérapies actuelles en offrant la possibilité de traiter des infections profondes du derme tout en facilitant la cicatrisation.