Synthèse verte médiée par des champignons de nanocomposites ZnO–MnO aux propriétés antimicrobiennes et anticancéreuses

Pourquoi les particules minuscules issues des champignons comptent

Les infections résistantes aux antibiotiques et le cancer figurent parmi les problèmes médicaux les plus urgents de notre époque. De nombreuses bactéries ne répondent plus aux médicaments courants, et les traitements anticancéreux peuvent endommager les tissus sains. Cette étude explore un allié surprenant venu de la nature : un champignon de sol courant capable de fabriquer de petites particules métalliques mixtes. Ces particules, constituées d’oxydes de zinc et de manganèse, ont été produites via un procédé propre et à faible production de déchets, puis testées pour leur capacité à arrêter des bactéries dangereuses et à affecter les cellules cancéreuses tout en épargnant les cellules saines.

Transformer un champignon utile en nano-usine

Les chercheurs ont utilisé le champignon Aspergillus terreus comme atelier vivant. Plutôt que de recourir à des produits chimiques agressifs ou à de hautes températures, ils ont cultivé le champignon dans un bouillon nutritif puis utilisé le liquide entourant les cellules fongiques comme milieu réactionnel. Lorsque des sels de zinc et de manganèse ont été ajoutés à ce filtrat fongique, des molécules naturelles issues du champignon ont joué à la fois le rôle de bâtisseurs et de stabilisateurs, guidant la formation de nanocomposites d’oxyde de zinc–oxyde de manganèse. Des changements de couleur et d’absorption de la lumière ont confirmé la formation de particules. Des images plus précises ont montré des couches fines en forme de feuilles d’environ 75–100 nanomètres de large — environ mille fois plus petites que la largeur d’un cheveu humain.

Regarder à l’intérieur du nouveau nanomatériau

Pour comprendre ce qu’ils avaient obtenu, l’équipe a utilisé plusieurs outils standard de la science des matériaux. Des mesures par rayons X ont montré que le produit final contenait des cristaux bien ordonnés d’oxyde de zinc et d’oxyde de manganèse, intégrés de manière étroite au sein d’une même structure. Des microscopes électroniques ont révélé des feuillets superposés plutôt que des sphères isolées, suggérant une grande surface où peuvent se produire des réactions chimiques. D’autres tests ont confirmé que des éléments issus du champignon restaient à la surface des particules. Ces molécules biologiques résiduelles peuvent agir comme un revêtement naturel, aidant les nanocomposites à interagir fortement avec les cellules vivantes tout en étant produits sans sous-produits toxiques.

Combattre des bactéries résistantes en laboratoire

Les nouveaux nanocomposites ont ensuite été mis au défi contre plusieurs bactéries pathogènes, notamment Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis et Klebsiella pneumoniae. Dans des tests sur gélose, les particules ont créé des zones nettes exemptes de bactéries, en particulier autour de B. subtilis et E. coli. Des mesures plus précises en culture liquide ont montré que des doses relativement faibles pouvaient arrêter la croissance bactérienne, et que des doses un peu plus élevées pouvaient tuer les cellules plutôt que de simplement les ralentir. Sur 24 heures, le nombre de bactéries vivantes chutait fortement lorsqu’elles étaient exposées aux nanocomposites, surtout à des concentrations plus élevées. Les auteurs suggèrent que les particules en feuillets adhèrent aux surfaces bactériennes, génèrent des espèces réactives de l’oxygène, endommagent membranes et ADN, et perturbent des protéines clés — des attaques multiples qui rendent le développement de résistances par les microbes plus difficile.

Cibler le cancer tout en épargnant les cellules saines

Parce que des particules à base de zinc et de manganèse ont été associées à des effets cytotoxiques sur les tumeurs, l’équipe a aussi testé leur matériau sur des lignées cellulaires humaines. Ils ont comparé son impact sur une lignée de cellules pulmonaires normales (WI-38) et une lignée de cellules mammaires cancéreuses (MCF-7). Les nanocomposites étaient beaucoup plus nocifs pour les cellules cancéreuses que pour les cellules normales : la croissance des cellules cancéreuses chutait fortement à des doses que les cellules normales supportaient pour la plupart. À partir de ces données, les chercheurs ont calculé un indice de sélectivité d’environ 3,4, ce qui signifie que le matériau était environ trois fois plus toxique pour les cellules cancéreuses que pour les cellules saines. Cette action sélective suggère que de tels nanocomposites pourraient un jour être adaptés en traitements visant davantage les tumeurs que les tissus environnants.

Ce que cela pourrait signifier pour les traitements futurs

En termes simples, ce travail montre qu’un champignon courant peut être exploité pour fabriquer de minuscules particules métalliques mixtes qui remplissent une double fonction : elles peuvent fortement inhiber ou tuer plusieurs bactéries importantes et aussi ralentir la croissance de cellules cancéreuses du sein tout en laissant les cellules normales relativement indemnes. Le tout est obtenu par un procédé évitant produits chimiques agressifs et forte consommation d’énergie. Bien que ces tests aient été réalisés en boîtes de culture, et non chez l’animal ou l’humain, ils ouvrent la voie à une manière plus verte de concevoir de nouveaux outils antimicrobiens et anticancéreux. Avec des tests complémentaires sur la sécurité dans l’organisme et la stabilité dans le sang, ces nanocomposites biosynthétisés pourraient devenir une composante d’une nouvelle génération de thérapies à la fois efficaces et respectueuses de l’environnement.

Citation: Selim, S., Alhujaily, A., Saied, E. et al. Fungal-mediated green synthesis of ZnO–MnO nanocomposites with antimicrobial and anticancer properties. Sci Rep 16, 10842 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45546-6

Mots-clés: nanotechnologie verte, résistance aux antimicrobiens, biosynthèse fongique, nanocomposites zinc-manganèse, nanoparticules anticancéreuses