96 % d’efficacité : les nanospikes, l’arme fatale contre les virus ?

Une équipe de l’Institut Royal de Technologie de Melbourne (RMIT) en Australie a travaillé pendant deux ans à la confection d’un matériau révolutionnaire. Celui-ci est destiné à sécuriser laboratoires, hôpitaux et autres environnements sensibles où l’asepsie est primordiale. Au premier regard, ce nanomatériau apparaît comme un miroir noir complètement plat ; à l’échelle microscopique, il se révèle être une surface mortelle pour les agents pathogènes.

Les résultats de leur travail ont été publiés dans une étude parue dans la revue ACS Nano de l’American Chemical Society en décembre 2023.

Une conception inspirée par la nature

Pour concevoir ce matériau d’un nouveau genre, les chercheurs se sont inspirés de la composition structurelle des ailes de certains insectes, dont les cigales et les libellules. Les surfaces de celles-ci, lorsqu’on les regarde de plus près, présentent des nanostructures naturelles. Les nanostructures sont des « objets de taille nanométrique (trous, plots, pistes…) souvent disposés sous forme de réseaux périodiques » selon la définition de Techniques de l’ingénieur.

Elles protègent ces insectes en agissant comme de véritables lames au niveau microscopique, capables de percer et de détruire des agents pathogènes : spores fongiques, cellules bactériennes, etc.

En s’inspirant de cette structure, les chercheurs ont développé une surface de silicium, recouverte de nanospikes, des pointes très fines et acérées comme des rasoirs pouvant cibler et neutraliser complètement les virus. Cette surface s’avère être très efficace, notamment contre les cellules du virus hPIV-3, un pathogène responsable de maladies respiratoires telles que la pneumonie, le croup et la bronchite. Elle arrive à détruire 96 % de ces cellules, en perforant leur enveloppe virale et en bloquant ainsi leur reproduction.

Si leur matériau est produit à grande échelle, il pourrait réduire la dépendance des méthodes de stérilisation aux désinfectants chimiques.

Une fabrication assez complexe

On l’imagine bien, concevoir cette surface recouverte de nanospikes n’est pas à la portée de tous et son processus de confection est plutôt compliqué. Afin d’arriver à ce résultat, les chercheurs ont soumis une plaquette de silicium à un bombardement ionique. Un procédé qui s’est déroulé au Melbourne Center for Nanofabrication et qui a permis a cette plaquette de se doter de cette structure si particulière.

Le bombardement a permis de créer d’innombrables pointes, les nanospikes, épaisses d’environ 2 nanomètres et de 290 nanomètres de haut. Elles sont environ 30 000 fois plus fines qu’un cheveu humain. Comme on peut le voir sur la capture ci-dessous, on voit clairement les virus embrochés sur les pointes.

Samson Mah, doctorant et premier auteur de l’étude, a expliqué : « Intégrer cette technologie de pointe dans des environnements à haut risque tels que les laboratoires ou les établissements de santé, où l’exposition à des matériaux biologiques dangereux est une préoccupation, pourrait considérablement renforcer les mesures de confinement contre les maladies infectieuses ». Cela créerait, selon lui, « des environnements plus sûrs pour les chercheurs, les professionnels de santé et les patients ».

Vers une diminution de l’usage des désinfectants chimiques ?

Comme écrit plus haut, tout l’intérêt d’un tel matériau réside dans sa capacité à éliminer les pathogènes par action mécanique et non chimique. À force d’un usage intensif de désinfectants chimiques dans certains milieux, médicaux notamment, il existe de plus en plus de bactéries et de virus entièrement résistants à ces produits.

Ces agents, surnommés superbugs, font l’objet d’une préoccupation grandissante tant la menace qu’ils représentent à l’échelle mondiale est importante. À cause d’eux, certaines infections deviennent de plus en plus difficiles à traiter et les antibiotiques et antiviraux existants sont parfois insuffisants. Les nanospikes pourraient jouer un rôle fondamental dans la réduction de cette menace.

On pourrait imaginer ce matériau appliqué dans divers dispositifs médicaux : textiles, murs, sols ou systèmes de filtration de l’air. On ne le sait pas encore, mais ces nanospikes pourrait être également efficaces contre une gamme plus large d’agents pathogènes, y compris les bactéries et les champignons.

L’approche des scientifiques du RMIT, combinant biomimétique avec des technologies de fabrication de pointe, s’est avéré payante. Elle pourrait très bien marquer un tournant dans le domaine de la prévention des infections, surtout lorsqu’on sait que nous connaîtrons certainement à l’avenir des pandémies bien plus virulentes que ne l’a été celle de la COVID-19.

• Une équipe du RMIT en Australie ont mis au point un matériau révolutionnaire.
• Inspiré des insectes, ce matériau est recouvert de nanospikes permettant d’éliminer mécaniquement les virus avec une très grande efficacité.
• Son usage pourrait réduire notre dépendance aux désinfectants chimiques.

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