Conception de nouvelles surfaces à propriétés anti-bactériennes par une approche multidisciplinaire et multiéchelle – SANBACT

Le programme proposé s’inscrit dans le domaine de la sécurité sanitaire et de l’hygiène des matériaux. Il est centré sur la prévention et la lutte contre l’adhésion de bactéries pathogènes et la formation de biofilms à risques par des moyens permettant une éco-préservation de notre environnement. Il vise en particulier à modifier la surface de matériaux industriels (plastiques, métalliques) utilisés dans des secteurs très diversifiés (médical, pharmaceutique, agroalimentaire, etc.) pour leur apporter une ou des fonctionnalités antibactériennes : effet anti-bioadhésif (basé sur un effet physique et physico-chimique) combiné, ou non, à des propriétés bactéricides, bactériostatiques ou encore à un effet « slow down growth», ensemble de propriétés pouvant être résumé comme effet antibiofilm (effet biologique). Ces nouvelles surfaces devraient ainsi permettre de réduire la consommation en biocides et en eau aujourd’hui nécessaires pour assurer un statut hygiénique aux matériaux contaminés, au travers de procédures de nettoyage/désinfection génératrices d’une quantité importante d’effluents. Ce projet présente donc un intérêt triple: économique, écologique et de santé publique.
Les nouvelles surfaces seront conçues via une approche intégrative et multi-échelles des phénomènes bioadhésifs . Dans cette nouvelle approche, la taille, la morphologie, la présence ou non de structures exocellulaires ainsi que les caractéristiques physico-chimiques et physiologiques des bactéries ciblées seront nécessairement prises en compte. Ces surfaces seront obtenues, soit par greffage, soit par dépôt de substances bioactives (i.e. substances « naturelles » agissant sur le « cycle de développement » des bactéries) ou de molécules à spécificités définies (hydrophobes à hydrophiles) et ce, pour pouvoir répondre à une grande diversité de situations applicatives. Dans tous les cas ne seront mis en œuvre que des composants répondant aux législations environnementales (REACH, Biocides). Leur réalisation conduira à des structurations originales ainsi qu’à des propriétés physico-chimiques spécifiques et parfaitement contrôlées via des analyses multi-échelles (nanométrique à macroscopique).
Ces nouvelles surfaces anti-bactériennes devront être validées pour des matériaux conventionnels, à visées technologiques et applicatives. Compte tenu de leurs spécificités, des méthodologies de prélèvements et d’analyses adaptées à l’évaluation de faibles taux de biocontamination devront nécessairement être développées. C’est pourquoi, parallèlement au volet « d’ingénierie surfacique » du projet, seront élaborées et/ou optimisées des méthodologies d’échantillonnage et de récupération de la flore contaminante ainsi que des techniques d’évaluation de la biocontamination avec des seuils de détection inférieurs à 10 cellules/mm².
Au plan scientifique le projet conduira, via une approche multidisciplinaire et multi-échelles, à des avancées significatives dans la compréhension :
- des interactions bactéries-nouvelles surfaces et permettra notamment d’évaluer le rôle des constituants de l’enveloppe cellulaire dans ces interactions (pili, flagelles, capsules…),
- de la réactivité des cellules bactériennes suite à un contact avec ces surfaces abiotiques natives ou modifiées (changements physiologiques pouvant se traduire par des modifications morphologiques, de croissance, des variations dans leur expression génétique ou encore dans l’expression de leur virulence…).
Cet ensemble de connaissances est aujourd’hui essentiel dans un processus de maîtrise efficace et raisonné de la biocontamination surfacique.
Résultat d’une démarche fédérative multidisciplinaire articulant des compétences complémentaires, ce projet associe des acteurs de laboratoires de recherche institutionnels (INRA, AgroParisTech, CNRS, Universités), de centres techniques (CTTM et ISHA) et d’un industriel (Eudica) ayant déjà collaboré.