Synthèse verte d’un nanocomposite hétérojonction CuO/ZnO par Aspergillus terreus et son activité antibactérienne et anti-virulence contre Escherichia coli multirésistant

Pourquoi les infections tenaces nous concernent tous

Beaucoup d’infections courantes qui se soignaient autrefois avec une courte cure d’antibiotiques deviennent plus difficiles, voire parfois impossibles à traiter. Un responsable majeur est Escherichia coli multirésistant, une bactérie intestinale capable de provoquer des infections douloureuses des plaies, des voies urinaires et de la circulation sanguine. Cette étude explore un allié inhabituel face à ces super-bactéries : un champignon du sol inoffensif qui aide à fabriquer de minuscules particules métalliques capables non seulement de tuer E. coli résistant, mais aussi d’affaiblir sa capacité à provoquer une maladie.

Un champignon qui fonctionne comme une petite usine

Les chercheurs ont commencé par prélever du sol agricole, à la recherche d’un champignon pouvant servir d’atelier naturel de nanotechnologie. Ils ont isolé et identifié une souche d’Aspergillus terreus, un champignon filamenteux connu pour sécréter un cocktail de molécules organiques telles que des acides phénoliques et des flavonoïdes. Grâce à des analyses chimiques avancées, ils ont confirmé que le bouillon fongique contenait des composés comme l’acide gallique, l’acide férulique et l’apigénine. Ces substances peuvent donner des électrons et se lier aux surfaces métalliques, ce qui les rend idéales pour transformer des sels métalliques dissous en particules nanosométriques stables sans produits chimiques agressifs ni procédés industriels énergivores.

Construire un bouclier bimétallique contre les bactéries

Plutôt que d’utiliser un seul métal, l’équipe a combiné le cuivre et le zinc pour former un nanocomposite CuO/ZnO. Concrètement, ils ont mélangé le filtrat fongique avec des solutions d’acétate de cuivre et d’acétate de zinc. Les molécules naturelles issues du champignon se sont fixées sur les ions cuivre et zinc, les ont réduits et ont guidé la formation de cristaux extrêmement petits des deux oxydes métalliques. Après chauffage pour éliminer les résidus organiques, le résultat était un nanocomposite hétérojonctionnel — des particules interconnectées d’oxyde de cuivre et d’oxyde de zinc d’environ 45 nanomètres de diamètre, des milliers de fois plus fines qu’un cheveu humain. La microscopie et la spectroscopie ont confirmé la présence des deux oxydes, bien formés et fortement connectés, une structure connue pour améliorer la génération d’espèces oxygénées hautement réactives.

Affronter une super-bactérie du monde réel

Pour vérifier si ces particules fabriquées de manière verte pouvaient traiter des menaces médicales réelles, les scientifiques ont isolé une souche d’E. coli à partir d’infections de plaies dans des hôpitaux irakiens et ont montré qu’elle résistait à tous les antibiotiques testés. Le bouillon fongique seul n’a pas empêché la croissance de la bactérie. En revanche, le nanocomposite CuO/ZnO a produit des zones nettes d’inhibition de la croissance sur boîtes de culture et a bloqué la multiplication bactérienne à des concentrations relativement faibles dans des essais en bouillon. Au fil du temps, les particules ont réduit le nombre de bactéries viables de plusieurs ordres de grandeur, surtout à doses élevées, indiquant une véritable action bactéricide plutôt qu’un simple ralentissement de la croissance. Ces effets seraient dus à plusieurs actions combinées : les particules adhèrent à la surface bactérienne, perturbent son enveloppe protectrice, libèrent des ions cuivre et zinc qui interfèrent avec des enzymes vitales, et favorisent la formation d’espèces réactives de l’oxygène qui endommagent les lipides, les protéines et l’ADN.

Faire taire les outils de l’infection

De façon frappante, le nanocomposite a fait plus que tuer des bactéries. Lorsque les chercheurs ont exposé l’E. coli multirésistant à une dose trop faible pour arrêter la croissance, ils ont mesuré l’activité de gènes clés qui aident la bactérie à s’adhérer aux tissus, communiquer avec ses voisines et produire des toxines. Sous ce traitement sublétal, l’activité des gènes responsables des structures d’attachement à la surface et de la production de toxines a chuté de plusieurs fois, et un gène central de communication utilisé dans la quorum sensing a également été fortement réprimé. Cela signifie que les bactéries survivantes étaient probablement moins capables de former des biofilms, de coordonner des attaques et d’endommager les cellules hôtes, les désarmant efficacement même lorsqu’elles n’étaient pas complètement éliminées.

Ce que ce travail signifie pour les traitements futurs

Globalement, l’étude montre qu’un simple champignon du sol peut être exploité pour fabriquer un mélange nanoparticulaire cuivre–zinc qui agit contre E. coli multirésistant de deux manières : il attaque directement les cellules et, en même temps, atténue les programmes génétiques qui les rendent dangereuses. Comme le procédé évite les réactifs toxiques et utilise des métaux peu coûteux, il pourrait être mis à l’échelle de manière plus durable que de nombreux nanomatériaux actuels. Avant une utilisation clinique, il faudra toutefois confirmer la sécurité chez l’animal et chez l’homme et tester l’efficacité in situ dans de véritables plaies ou sur dispositifs médicaux. Mais ce nanocomposite fabriqué par un champignon ouvre la voie à une nouvelle classe de traitements qui non seulement tuent les super-bactéries, mais leur retirent aussi leurs stratagèmes les plus nuisibles.

Citation: Obaid, A.N., Abdelghany, T.M., Soliman, A.M. et al. Green mycosynthesis of a CuO/ZnO heterojunction nanocomposite using Aspergillus terreus and its antibacterial and anti-virulence activity against multidrug-resistant Escherichia coli. Sci Rep 16, 12350 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44775-z

Mots-clés: E. coli multirésistant, nanotechnologie verte, nanoparticules d’oxyde métallique, revêtements antibactériens, inhibition de la quorum sensing