Hydrogels d’acide hyaluronique antibactériens, anti-inflammatoires et capables de délivrer les acides nucléiques : de nouveaux outils thérapeutiques ?

L’implantation des dispositifs médicaux est souvent accompagnée d'infections bactériennes qui peuvent affecter les fonctions de l’implant ou même nécessiter son enlèvement. Dans le contexte de résistance croissante aux antibiotiques, d’autres agents antibactériens capables de résoudre ce problème sont requis.

Au laboratoire de Biomatériaux et bioingénierie (unité Inserm 1121/Unistra) en collaboration avec l'équipe 3Bio (CNRS, UMR 7199) et la société SPARTHA Medical, des chercheurs développent, depuis quelques années, des films multicouches à base de polyarginine (PAR) et d’acide hyaluronique (HA). PAR est un polypeptide qui possède des propriétés antibactériennes, contre lequel les bactéries ne développent pas de résistance. HA est un polysaccharide naturel présent dans la matrice extracellulaire des tissus de vertébrés, qui est déjà utilisé pour de nombreuses applications chez l’homme, comme le traitement de l’arthrose ou les injections à visée esthétique. Les films multicouches élaborés à partir de ces deux composants ont des propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires.

Récemment, les chercheurs ont développé une nouvelle formulation de matériau à base de HA : des hydrogels de HA chargés avec les polypeptides PAR. Ces hydrogels ont une activité antibactérienne prolongée et peuvent être déposés sur les matériels médicaux tel que compresses ou prothèses pour hernie abdominale. Les premiers tests de biocompatibilité réalisés sur les rats ont montré que PAR n’augmente pas l’inflammation due à l’implantation (Gribova et al. 2020).

Outre les propriétés bactériennes déjà évoquées, les derniers résultats de l'équipe du laboratoire Inserm Biomatériaux et bioingénierie publiés dans Macromolecular Biosciences ont montré que PAR a des activités anti-inflammatoires et cicatrisantes. En plus, PAR peut être utilisé comme un agent de transfection des micro-ARN – des séquences d’acides nucléiques capables de modifier l’expression génique. Ce système à triple activité est très prometteur pour le traitement des plaies infectées. Par exemple, il pourrait être utilisé comme pansement pour les ulcères diabétiques. Les plaies diabétiques sont caractérisées par une inflammation, un manque de vascularisation et un risque extrêmement élevé d’infection bactérienne.

Les nouveaux hydrogels à base de HA et PAR pourront être associés à des micro-ARN thérapeutiques anti-inflammatoires ou facilitant la vascularisation, afin de créer les hydrogels thérapeutiques pour le traitement des plaies chroniques. Les expériences sur le modèle animal de plaies infectées sont en cours pour évaluer la capacité des hydrogelspour induire une bonne cicatrisation.