Formulation et évaluation de nanovecteurs polymères porteurs d'anticorps pour une délivrance ciblée d'antibiotiques.

Conventional antibiotic treatment of chronic infections becomes currently challenging due to rising rates of antibiotic resistance. Recent studies have shown that changes in method of antimicrobial drug delivery, especially the advantages of targeted nanomedicine can improve antibiotherapy efficacy, reduce the emergence of antibiotic resistance and increase the lifespan of new antibiotics. The objective of this work is to investigate the antibacterial efficacy of antibiotic-loaded polymeric nanoparticles and their selective targeting to Staphylococcus aureus, a common and virulent human pathogen. For this purpose, we have developed a formulation of poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) based nanoparticles for encapsulating different types of antibiotics (ciprofloxacin, levofloxacin, rifampicin). A specific antibody of S. aureus was then covalently immobilized onto nanoparticles for targeted antibiotic delivery. The elaboration of nanoparticles was optimized in terms of particle size, antibody conjugation efficiency and drug loading. In vitro, the targeted nanoparticles bound specifically to the surface of S. aureus, penetrated and accumulated selectively in S. aureus biofilm. Compared to the untargeted antibiotic-loaded nanoparticles or free antibiotics, the targeted antibiotic-loaded nanoparticles showed significant improvement in bactericidal activity against S. aureus. In the mouse biofilm model, the antibiotic-loaded nanoparticles had a successful targeting to S. aureus-infected site and provided significantly greater inhibition towards S. aureus infections compared with free antibiotic treatment. Taken together, our studies show that targeted nanoparticle system can improve the biodistribution of antibiotics and has a high potential to enhance the efficacy of antibiotherapy.Le traitement conventionnel par des antibiotiques des infections chroniques devient actuellement difficile en raison du fort développement de la résistance aux antibiotiques. Des études récentes ont montré que la modification du protocole d’administration des antibiotiques par des nanoparticules (nanomédecine) peut améliorer l’efficacité de l’antibiothérapie, réduire l’apparition de résistances aux antibiotiques et augmenter la durée de vie de nouveaux antibiotiques. L’objectif de ce travail a été de concevoir des nanoparticules polymères chargées en antibiotiques et capables de cibler spécifiquement Staphylococcus aureus, un agent pathogène commun et virulent chez l’humain. Dans ce contexte, nous avons développé des nanoparticules à base de poly (acide lactique-co-glycolique) (PLGA) encapsulant divers antibiotiques (ciprofloxacine, lévofloxacine, rifampicine) par la méthode de nanoprécipitation. Un anticorps spécifique de S. aureus (anti-protéine A) a ensuite été greffé à la surface des nanoparticules pour une délivrance ciblée des antibiotiques. L’élaboration des nanoparticules a été optimisée en termes de taille moyenne, de taux de charge en antibiotique et d’efficacité de greffage des anticorps. In vitro, les nanoparticules ciblantes se lient spécifiquement à la surface de S. aureus en mode planctonique, pénètrent et s’accumulent préférentiellement dans le biofilm de S. aureus. Comparées aux nanoparticules non ciblantes chargées en antibiotiques ou aux antibiotiques libres, les nanoparticules ciblantes chargées en antibiotiques montrent une amélioration significative de l’activité bactéricide en mode planctonique contre S. aureus. Dans le modèle de biofilm chez la souris, les nanoparticules chargées en antibiotiques ciblent avec succès le site infecté par S. aureus et fournissent une meilleure inhibition contre des infections à S. aureus par rapport au traitement à l’antibiotique libre. L’ensemble de nos études montre qu’un système nanoparticulaire aux propriétés de ciblage actif peut améliorer la biodistribution des antibiotiques au site infecté et offre un potentiel élevé pour améliorer l’efficacité de l’antibiothérapie