Au cours des dernières années, le nombre de chirurgies oculaires pour des conditions telles que la cataracte et le glaucome a considérablement augmenté et avec elle, il en va de même pour le nombre d’infections intraoculaires potentiellement aveuglantes.
Dans une nouvelle étude, les chercheurs démontrent à l’aide d’un modèle murin que les nanosponges conçus peuvent être utilisés pour protéger les yeux contre les infections causées par Enterococcus faecalis. Enterococcus faecalis contient une toxine appelée cytolysine, qui se trouve dans environ 50% des isolats qui causent des infections intraoculaires postopératoires observées aux États-Unis.
La recherche est publiée dans mSphere, une revue en libre accès de l’American Society for Microbiology.
« Les toxines sont très importantes dans les infections oculaires bactériennes et les stratégies thérapeutiques actuelles ne les abordent pas vraiment », a déclaré la chercheuse principale de l’étude Michelle Callegan, PhD, Chaire James P Luton en ophtalmologie, départements d’ophtalmologie, microbiologie et immunologie, Centre des sciences de la santé de l’Université de l’Oklahoma, et le Dean A. McGee Eye Institute, Oklahoma City.
Les infections intraoculaires se produisent lorsque des micro-organismes sont accidentellement introduits dans l’œil lors, par exemple, de chirurgies oculaires pour la cataracte ou le glaucome, d’injections oculaires pour traiter la dégénérescence maculaire liée à l’âge ou de blessures oculaires traumatiques. E. faecalis appartient à un sous-ensemble d’infections bactériennes oculaires hautement pathogènes dont la pathogenèse est liée à leur production de toxines formant des pores.
Les toxines de formation de pores, facteurs clés pour des dommages rétiniens de tissu dans les infections intraoculaires, comportent approximativement 25% à 30% de protéines cytotoxiques bactériennes et incluent la toxine alpha de Staphylococcus aureus, la pneumolysine de pneumonie de Streptococcus , et la cytolysine de faecalis d’E. , pour n’en nommer que quelques-uns. « Si une infection se trouve dans la cornée, les toxines de ces bactéries perturberont l’épithélium, ce qui entraînera un ulcère », explique le Dr Callegan. « Si l’infection se trouve à l’intérieur de l’œil, ces toxines causeront une perturbation de la rétine, un tissu non régénérateur essentiel à la vision. »
Les stratégies actuelles pour traiter les infections oculaires causées par des bactéries qui produisent des toxines sont inférieures à la moyenne. « Nous utilisons des antibiotiques qui peuvent tuer les organismes, et nous utilisons des agents anti-inflammatoires comme les corticostéroïdes, qui peuvent ou non aider à lutter contre l’inflammation, mais nous n’avons pas vraiment de bonne stratégie pour cibler les toxines », a déclaré le Dr Callegan. De nouvelles stratégies sont nécessaires, en particulier avec le problème croissant de la résistance aux médicaments multiples.
Après avoir appris que le Dr Liangfang Zhang de l’Université de Californie-San Diego avait mis au point des nanosponges qui pouvaient absorber les toxines sécrétées par staphylococcus aureus résistant à la méthicilline, le Dr Callegan s’est associé à son groupe pour évaluer les nanosponges dans des modèles d’infection oculaire. Les nanosponges sont constitués d’un noyau de nanoparticules polymères entouré d’une membrane de globules rouges naturelle qui lie de manière irréversible les toxines formant des pores, les empêchant ainsi d’agir sur leur cellule cible normale.
Des expériences in vitro ont démontré que les nanosponges modifiés étaient capables de neutraliser la cytolysine E. faecalis, de sorte que les chercheurs ont déplacé leurs recherches dans des modèles animaux. Ils ont injecté du surnageant prétraité de nanosponge qui contenait la cytolysine dans les yeux de la souris et ont montré que les nanosponges modifiés étaient capables de neutraliser la cytolysine et de prévenir les dommages à l’œil. D’autres expériences ont montré que l’injection des nanosponges dans le vitré (le gel clair qui remplit l’espace entre le cristallin et la rétine) 6 heures après l’infection par une souche productrice de cytolysine de type sauvage protégeait la rétine des dommages.
« Lorsque nous avons traité les yeux de souris infectés avec les nanosponges, la fonction rétinienne de ces yeux a en fait été préservée dans une mesure significative. Lorsque nous ne traitions pas, la fonction rétinienne était complètement perdue », a déclaré le Dr Callegan. « Les nanosponges ont fourni une certaine protection à la rétine, et c’était très excitant. »
L’étude fournit une preuve de principe que les nanosponges pourraient un jour être utilisés pour lutter contre la marée montante des infections intraoculaires observées avec un nombre accru de procédures oculaires effectuées aujourd’hui pour les cataractes, le glaucome et d’autres conditions. « Nous avons encore beaucoup d’expériences à faire », a déclaré le Dr Callegan. « Nous sommes en train de tester la capacité de ces nanosponges à traiter les infections par d’autres pathogènes oculaires à Gram positif qui produisent des toxines formant des pores. » Elle a dit qu’ils testeront également le traitement d’appoint avec des nanosponges et des antibiotiques dans des modèles d’infection oculaire.
« Si tout cela se déroule, vous pourriez éventuellement voir cela comme une thérapeutique pour les patients car ils sont traités avec des antibiotiques avant et pendant la chirurgie oculaire, ou immédiatement après un traumatisme oculaire », a déclaré le Dr Callegan.
