Activité Antibiofilm des Nanoparticules de Chitosane Contre Escherichia Coli Uropathogène

Les infections des voies urinaires (IVU) demeurent parmi les infections bactériennes les plus répandues à l'échelle mondiale, entraînant une charge substantielle pour les systèmes de santé, Escherichia coli uropathogène (UPEC) étant responsable de la majorité des cas, tant en milieu communautaire qu'hospitalier. Les infections urinaires associées aux cathéters (CAUTI) représentent une proportion majeure des infections associées aux soins de santé, en raison de l'adhésion bactérienne et de la formation de biofilms sur les cathéters urinaires à demeure. La formation de biofilm permet aux micro-organismes de se fixer sur des surfaces abiotiques et de produire une matrice polymère extracellulaire qui améliore la survie bactérienne dans des conditions environnementales défavorables.

Les bactéries associées aux biofilms présentent une résistance accrue aux réponses immunitaires de l'hôte et aux agents antimicrobiens, contribuant ainsi aux infections chroniques et récurrentes. Les cellules intégrées dans les biofilms peuvent présenter une tolérance aux antibiotiques nettement plus élevée que les bactéries planctoniques, limitant le succès thérapeutique. Bien que les antibiotiques systémiques restent la pierre angulaire du traitement, l'augmentation de la résistance aux antimicrobiens parmi les souches d'UPEC formant des biofilms souligne la nécessité de stratégies antibiofilm alternatives.

Le chitosane, un biopolymère d'origine naturelle, a attiré l'attention en raison de sa biocompatibilité, de sa biodégradabilité et de ses propriétés antimicrobiennes intrinsèques. Le chitosane perturbe les membranes bactériennes et inhibe la formation de la matrice du biofilm ainsi que l'adhésion de surface. Des preuves émergentes indiquent que le chitosane peut réguler à la baisse l'expression des gènes liés au biofilm impliqués dans l'adhésion et la synthèse des polysaccharides extracellulaires. De plus, la formulation en nanoparticules améliore la pénétration du chitosane dans les biofilms et augmente l'efficacité antimicrobienne par rapport aux formes polymères en vrac. Par ailleurs, les nanoparticules de chitosane peuvent améliorer la diffusion des antibiotiques et démontrer une activité antibiofilm synergique lorsqu'elles sont combinées à la ciprofloxacine.

La ciprofloxacine, un antibiotique fluoroquinolone largement utilisé dans les IVU, a démontré une inhibition partielle de la formation de biofilm en interférant avec la réplication de l'ADN bactérien, l'adhésion bactérienne initiale aux surfaces, la réduction de l'expression des gènes liés au biofilm, l'activité de détection du quorum et la diminution de la production de substances polymères extracellulaires (EPS) ; cependant, son efficacité est réduite contre les biofilms matures. Par conséquent, les nanoparticules de chitosane peuvent démontrer une activité antibiofilm accrue lorsqu'elles sont combinées à la ciprofloxacine.

Malgré des résultats prometteurs, peu d'études ont évalué les revêtements de nanoparticules de chitosane sur des surfaces de cathéters cliniquement pertinentes contre des isolats d'UPEC. Par conséquent, l'étude de cette stratégie pourrait offrir une approche préventive efficace pour les CAUTI et soutenir l'amélioration des pratiques de contrôle des infections.