Un système d’administration de médicaments spécialisé démontre une efficacité élevée, une puissance contre les souches résistantes et promet une diminution du développement de la résistance bactérienne

“Actuellement, la Food and Drug Administration (FDA) n’a approuvé que les ciments osseux chargés d’antibiotiques non développés à l’origine pour le tissu osseux”, a déclaré Hae Lin Jang, PhD, codirecteur du Brigham’s Center for Engineered Therapeutics et chercheur principal du laboratoire. pour le développement de biomatériaux avancés et de biotechnologies. “En plus de ne pas être spécifiques au tissu osseux, une résistance est apparue contre ces antibiotiques. Nous devons créer une nouvelle génération d’antibiotiques optimisés pour répondre à ce besoin émergent.”

Cette lutte croissante contre la résistance aux antibiotiques a fusionné avec une population vieillissante tout aussi croissante, qui nécessite désormais plus de procédures orthopédiques que jamais. Les procédures courantes telles que les arthroplasties du genou et de la hanche peuvent entraîner une infection bactérienne, telle que Staphylococcique, qui est actuellement traité avec des antibiotiques systémiques. L’exposition systémique aux antibiotiques ne cible pas précisément l’infection ; par conséquent, des doses énormes sont nécessaires, entraînant les conséquences involontaires de la résistance aux médicaments et de la destruction du microbiote bénéfique. Pour remédier à ce problème croissant, des chercheurs collaborateurs du département de médecine de Brigham et du département de chirurgie orthopédique ont cherché à créer une combinaison puissante et administrée localement d’antibiotique et de ciment osseux.

Pour concevoir un nouvel antibiotique pour une administration locale spécifique via une matrice de ciment osseux, un ciment osseux en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) a été utilisé – l’étalon-or accepté par la FDA. L’équipe a présélectionné des molécules pour la conception d’antibiotiques et a criblé des bactéries sensibles aux médicaments et résistantes aux médicaments dans un modèle préclinique. Enfin, l’équipe a comparé le ciment osseux PMMA utilisé en clinique et le nouveau ciment osseux PMMA chargé d’antibiotiques en utilisant un traitement prophylactique et un traitement établi. Staphylococcique– modèle de lésion tibiale infectée.

Les chercheurs ont identifié l’antibiotique à double action VCD-077, étudiant son activité et son efficacité dans les cellules et dans des modèles animaux. Le VCD-077 a non seulement présenté la cinétique de libération de médicament souhaitée sans affecter la stabilité du ciment osseux PMMA, mais il a également démontré une efficacité élevée contre un large éventail de brins de bactéries résistantes aux médicaments et ralenti le développement d’une résistance future. En fait, le ciment osseux PMMA chargé de VCD-077 a montré une plus grande efficacité que tous les ciments osseux chargés d’antibiotiques actuellement utilisés contre Staphylococcique infections osseuses dans un modèle de rat.

Avant l’application clinique, l’équipe doit faire face à deux contraintes majeures : les différences potentielles entre le modèle rat étudié et l’homme, et les nécessaires études de toxicité. Mais, notent les chercheurs, l’avenir est prometteur pour un traitement localisé spécifique aux tissus, comme une injection peu invasive de ciment osseux infusé d’antibiotiques. Se concentrer sur la spécificité des tissus dès le stade de développement et l’interaction entre le médicament et le dispositif peut aider à concevoir des traitements qui fonctionnent précisément sans perpétuer la résistance aux médicaments. De plus, la nouvelle application de l’ingénierie informatique de l’équipe pour trouver des molécules et optimiser la conception d’antibiotiques a été un énorme succès, suggérant un potentiel pour la programmation informatique et la technologie de l’IA pour rationaliser le développement de médicaments.

“L’avenir réside dans le mélange de l’intelligence artificielle et de la découverte de médicaments pour rendre le développement de nouveaux antibiotiques plus efficace et plus rentable que jamais”, a déclaré l’auteur co-correspondant Shiladitya Sengupta, PhD, codirecteur du Brigham’s Center for Engineered Therapeutics. “L’interdisciplinarité dans notre approche et la spécificité de notre développement de médicaments apporteront véritablement un nouveau paradigme d’ingénierie médicale.”

Dit Jang, “Le traitement peut devenir plus compliqué, et les bactéries peuvent devenir plus sophistiquées, mais nous, les ingénieurs biomédicaux, devenons également plus sophistiqués.”

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Hôpital Brigham et pour femmes. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.