Stratégies pour la stabilisation de bactériophages contenus dans des pansements biodégradables pour traiter les infections à résistances multiples aux antibiotiques

En raison du problème croissant des bactéries résistantes aux antibiotiques émergeant dans le monde, la phagothérapie a attiré les efforts des scientifiques et l'intérêt public. C'est une thérapie par les bactériophages, communément appelés phages. Ce sont des virus qui infectent et se répliquent à l'intérieur des hôtes bactériens spécifiques, provoquant une bactériolyse. Bien que les recherches sur les phages et les expérimentations soient de plus en plus populaires, il manque toujours des informations sur les préparations pharmaceutiques et les conditions nécessaires au maintien de l'efficacité du traitement par phages. En général, les préparations de bactériophages appliquées à des fins thérapeutiques sont produites sous forme liquide, et la durée de stockage de ces produits à 4 °C est considérée comme limitée à un an. C'est alors que la stabilité à moyen et à long terme implique principalement l'utilisation de bactériophages lyophilisés. D'où l'objectif de ce projet d'optimiser l'application potentielle du procédé de lyophilisation dans le traitement commercial du cocktail SPK, actif contre les bactéries Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa et Klebsiella pneumoniae en présence de différents stabilisants. Suite à une série de tests, le Tréhalose, le Saccharose et le Mannitol, le Maltose, le PEG600 et la combinaison Pullulant/ Tréhalose nous ont permis de préserver la stabilité de nos phages avec une perte de moins d'un log après lyophilisation et moins de 2 logs après une année de stockage. L'application de notre cocktail SPK dans des patchs, a démontré qu'il résiste assez bien à l'encapsulation dans des matrices biodégradables et maintien sa stabilité avec une durée de relargage acceptable, pour le traitement des plaies de brûlures de peau infectées. Mots clés : stabilité, lyophilisation, phage, bactériophage, relargage, patch, excipient, lyoprotectant, cryoprotectant.

Abstract

Due to the growing problem of antibiotic-resistant bacteria emerging around the world, phage therapy has attracted scientists' efforts and the public interest. While phage research has been growing more popular, there is still a lack of information on pharmaceutical preparations and conditions for maintaining effectiveness for phage therapy. In general, phage preparations applied for therapeutic purposes are produced in liquid form, and the shelf life of these products at 4 ℃ is limited to one year. Medium and long-term stability mainly involve the use of lyophilized bacteriophages. Lyophilization methods vary significantly in both stabilizers and lyophilization cycles. Hence, the objective of this project to optimize the potential application of the lyophilisation process in the commercial treatment of SPK cocktail, active against Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae bacteria, in presence of different stabilizers. Following a series of tests, Trehalose, Sucrose, Mannitol, Maltose, PEG600 and the combination Pullulant/ Trehalose allowed us to preserve the stability of our phages with a loss of less than one log directly after lyophilisation and fewer than 2 logs after a year of storage. The application of the SPK cocktail in patches, has demonstrated that it is quite resistant to encapsulation in biodegradable matrices and maintains its stability with an acceptable release time, for the treatment of infected skin burn wounds.

Key words: stability, lyophilization, phage, bacteriophage, release, patch, excipient, lyoprotectant, cryoprotectant.