Dr Joel Finbloom : une nouvelle approche dans la lutte contre les infections pulmonaires associées à la FK

Les infections bactériennes chroniques représentent un défi permanent pour de nombreuses personnes atteintes de fibrose kystique (FK), y compris celles sous modulateurs de la CFTR, car les infections bactériennes sont souvent résistantes même aux antibiotiques les plus puissants et peuvent causer des dommages persistants aux poumons. Le Dr Finbloom s'est donné pour mission de changer cela en mettant au point une nouvelle méthode d'administration des antibiotiques capable de déjouer les mécanismes de défense des bactéries.

Pour comprendre l’importance de ces travaux de recherche, imaginons ce qui se passe à l'intérieur des poumons.

Démolir les murs du château

Les bactéries qui provoquent des infections pulmonaires chez les personnes atteintes de FK construisent des structures protectrices appelées biofilms. Ces biofilms agissent comme un château, avec des murs faits de sucres, de protéines et d'ADN qui protègent les bactéries contre les attaques.

On peut considérer les antibiotiques comme des soldats qui tentent de prendre d'assaut le château et de vaincre les bactéries à l'intérieur. Mais la forteresse de biofilm les tient à l'écart, laissant les bactéries largement intactes.

Le Dr Finbloom travaille à mettre au point une nouvelle méthode pour administrer ces antibiotiques en association avec des enzymes dégradant les biofilms, que l'on peut comparer à une équipe de démolition. Ces enzymes sont déjà connues et utilisées dans la prise en charge de la FK, mais les acheminer jusqu'au foyer infectieux peut s'avérer difficile. Les enzymes ne combattent pas directement les bactéries. Elles brisent plutôt les murs de la forteresse, exposant les bactéries et les rendant vulnérables aux attaques des antibiotiques. Comme les murs de la forteresse sont construits à partir de matériaux différents, l'équipe de démolition a besoin de plusieurs outils pour pouvoir tous les abattre.

« En somme, nous brisons le mécanisme de défense que les bactéries utilisent pour échapper aux antibiotiques », déclare le Dr Finbloom.

De minuscules camions de livraison

Un autre défi est le chemin périlleux menant au château. Le château abritant les bactéries infectieuses se trouve au plus profond des poumons, et pour l'atteindre, les antibiotiques et les enzymes doivent traverser des voies respiratoires étroites et ramifiées, recouvertes d'une substance visqueuse appelée mucus, qui peut les piéger en chemin.

Pour contourner le mucus et atteindre la destination en toute sécurité, le Dr Finbloom a créé une nanoparticule, un camion de livraison incroyablement minuscule dont la taille représente environ un millième de la largeur d'un cheveu humain. Sa petite taille lui permet de naviguer dans les passages étroits des poumons. En réunissant les soldats antibiotiques et l'équipe de démolition enzymatique dans le même camion, le Dr Finbloom s'assure qu'ils arrivent au même endroit en même temps.

« Nous pouvons le dissimuler dans nos systèmes nanoparticulaires, un peu comme un camion de livraison, dit-il. Nous chargeons des médicaments dans ce camion de livraison, nous les protégeons jusqu'à ce qu'ils atteignent leur destination, puis nous les déchargeons uniquement là où ils doivent aller. »

Le camion est équipé de capteurs qui détectent les changements dans le milieu environnant, signalant quand il a atteint le bon endroit et le déclenchant pour qu'il s'ouvre et libère son contenu. Il est crucial que la nanoparticule reste scellée jusqu'à ce qu'elle atteigne le biofilm. Comme le dit le Dr Finbloom : « Nous ne voulons pas d'un camion de livraison qui perd sa cargaison en roulant sur l'autoroute ».

Au sein du laboratoire

Le Dr Finbloom est professeur adjoint en sciences pharmaceutiques à la University of British Columbia (UBC). Titulaire d'un doctorat en chimie et d'une bourse de recherche postdoctorale en bio-ingénierie, il apporte une expertise en science des matériaux à des problèmes qui ont déconcerté les scientifiques pendant des années. Soutenu financièrement par une bourse de chercheur en début de carrière de Fibrose kystique Canada, le Dr Finbloom a créé un laboratoire à l'UBC axé sur certaines des questions les plus difficiles de la recherche sur les infections associées à la fibrose kystique. Ses travaux ont également été récompensés par la bourse Marsha Morton pour un chercheur en début de carrière et le prix Impact de la recherche Cathleen Morrison, décerné au projet le mieux classé par les évaluateurs communautaires.

Son objectif n'est pas de mettre au point un nouvel antibiotique, mais de rendre les antibiotiques existants plus efficaces contre les infections à biofilms tenaces qui s'installent dans les poumons des patients atteints de FK.

Pour ce faire, le Dr Finbloom et ses étudiants construisent des versions réalistes de ces forteresses de biofilms bactériens et testent quelles combinaisons d'enzymes et d'antibiotiques leurs nanoparticules peuvent administrer le plus efficacement.

La flexibilité par conception

Le Dr Finbloom souhaite que son système d'administration soit flexible, capable de transporter une variété d'antibiotiques et de traitements différents, plutôt que d'être limité à un seul. « Je pense qu'il existe probablement de nombreuses approches qui pourraient être couronnées de succès, et je crois que la nôtre en est une complémentaire, dit-il. C'est une approche complémentaire à de nombreuses autres recherches en cours. »

Sa plateforme nanoparticulaire est conçue pour fonctionner avec les antibiotiques déjà utilisés aujourd'hui et pour transporter toutes les nouvelles thérapies qui émergeront dans les années à venir. Cela donne aux chercheurs et aux cliniciens un outil supplémentaire pour s'attaquer à l'un des problèmes les plus complexes dans la prise en charge de la FK.