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Activité antibiotique modifiée par l'interaction avec les nanoplastiques
Dernière revue: 02.07.2025
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Une étude récente publiée dans la revue Scientific Reports a révélé que l’adsorption d’antibiotiques sur les microplastiques et les nanoplastiques (MNP) entraîne de graves conséquences sur la santé.
La décomposition des plastiques produit des particules de formes, de tailles et de compositions variées. Ces particules microscopiques, appelées microplastiques et nanoplastiques (MNP), sont présentes dans l'environnement et peuvent pénétrer le corps humain, y compris les cellules.
Les MNP peuvent adsorber diverses substances, dont des résidus de médicaments, ce qui entraîne des modifications physiologiques dans l'organisme. La situation des antibiotiques est particulièrement alarmante, car leur effet sur les bactéries peut contribuer au développement de résistances. De plus, les MNP offrent une surface propice à la colonisation microbienne, agissant comme vecteurs de transmission.
Les chercheurs ont étudié l’interaction de l’antibiotique tétracycline (TC) avec les nanoplastiques et leur effet sur l’activité biologique de l’antibiotique.
Quatre types de plastique ont été sélectionnés pour l'expérience:
- Polystyrène (PS)
- Polyéthylène (PE)
- Nylon 6.6 (N66)
- Polypropylène (PP)
Deux approches ont été utilisées pour créer les complexes TC-NP:
- Méthode de recuit séquentiel (SA): Le plastique a été formé en présence de TC, ce qui a permis une adaptation maximale des chaînes polymères à la molécule antibiotique.
- Méthode des particules libres (FP): Le plastique a été préformé et le TC a été placé sur sa surface dans différentes orientations.
Des simulations ont ensuite été réalisées pour évaluer la stabilité des complexes ainsi que leur effet sur l’activité antibiotique dans les cultures cellulaires.
Résultats clés
Formation de complexes:
- La méthode SA a démontré une plus grande stabilité des complexes que la méthode FP. La tétracycline était plus souvent présente dans les nanoplastiques.
- Les interactions polaires entre TC et N66 étaient plus fortes que sa solubilité dans l'eau, ce qui a donné lieu à des liaisons fortes.
Dynamique moléculaire:
- Les chaînes polymères de PS et N66 se déplaçaient moins en raison des liaisons stériques et hydrogène. Le PP présentait une grande mobilité, permettant au TC de pénétrer dans la structure.
- Dans certains cas, comme dans le cas du PS, la molécule TC se rattache à la surface après s'être initialement détachée.
Expériences sur des cultures cellulaires:
- La présence de nanoplastiques (PS, PE, PET) a réduit significativement l'activité du TC, ce qui a été confirmé par une diminution du niveau d'expression de la protéine fluorescente dans les cellules.
Risques potentiels:
Les nanoplastiques modifient l’absorption des antibiotiques, les transportant vers de nouveaux sites et augmentant les concentrations locales, ce qui peut contribuer au développement de résistances bactériennes.
Conclusions
Les résultats de l’étude confirment que l’interaction des nanoplastiques avec les antibiotiques a un impact significatif sur leur activité biologique:
- Problèmes d’absorption: les nanoplastiques peuvent modifier la pharmacocinétique des médicaments.
- Stimulation de la résistance: Des augmentations localisées de la concentration d’un antibiotique dans l’environnement bactérien peuvent favoriser le développement de résistances.
Cette étude souligne la nécessité de poursuivre les recherches sur l’impact des MNP sur la santé humaine et de développer des mesures pour réduire leur impact.