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Complexes [Ru-NO] : Applications biologiques

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1. Compatibilité des complexes avec les systèmes biologiques

Utiliser les complexes [Ru-NO] à des fins biologiques demande d’abord de s’assurer de leur stabilité dans l’eau. En effet les complexes de type [Ru(terpy)(bipy)(NO)] (4, ci-dessous) tendent à évoluer à pH = 7 en [Ru-NO2], selon un processus acido-basique :

Afin d’éviter cet effet délétère, une synthèse a été réalisée en remplaçant la bipyridine par le ligand acétylacétonato (acac). Les complexes résultants (5) sont beaucoup plus robustes en milieu aqueux, ce qui garantit une bonne stabilité pour une application biologique ultérieure.

Complexes obtenus en remplaçant la bipyridine par le ligand acétylacétonato (acac).

2. Pénétrabilité des complexes [Ru-NO] dans les systèmes biologiques

Un élément important à considérer pour ces systèmes [Ru-NO] et de s’assurer de leur aptitude à franchir les membranes cellulaires afin de libérer NO à l’intérieur même des cellules. Afin d’améliorer cette possibilité, l’ajout d’une « queue » Estradiol (en bleue dans le composé 6, ci-dessous) a été testée et les propriétés résultantes comparées à celle d’une référence (7). L’absorption cellulaire de 6 a été trouvée 10 fois supérieure à celle de 7 (Dalton Trans. 2023, 52, 18177-18193, post-doctorat Pablo Labra Vazquez).

3. Activités bactéricides des complexes [Ru-NO]

Les infections cutanées constituent un problème mondial, car elles touchent des millions de patients et coûtent chaque année des millions d’euros en traitements antimicrobiens, à des fins préventives ou curatives. La synthèse d’une nouvelle famille d’antimicrobiens est devenue cruciale dans le contexte actuel, afin d’éviter une résistance bactérienne persistante aux nouveaux dérivés d’antimicrobiens déjà connus et utilisés, et d’offrir un nouveau mécanisme de destruction des micro-organismes.

La production de NO ciblée et contrôlée par la lumière grâce à la photo-activation des complexes RuNO est proposée en tant qu’agents antimicrobiens « non traditionnels » avec une activité de cicatrisation des plaies. Une série de ces complexes aux propriétés photophysiques variées a été synthétisée et caractérisée. Le spectre antimicrobien a été déterminé sur plusieurs souches bactériennes Gram (+) et Gram (-). En parallèle, les effets de cytotoxicité et de phototoxicité ont également été déterminés sur plusieurs types de cellules cutanées.

Après avoir démontré une activité bactéricide remarquable allant jusqu’à près de 4 log (99.98 %) sur S. aureus CIP 4.83 planctonique, le complexe [RuII(Fluorenyl-Terpy)NO(OH)Cl]Cl a montré avec succès une activité antibiofilm sous irradiation, réduisant de près de 3 log (99.77%) le biofilm de S. aureus CIP 4.83 à 10 µM. Après dispersion, les bactéries planctoniques dans le surnageant ont continué à subir l’activité bactéricide du complexe, ce qui a entraîné une augmentation de l’activité réduisant la viabilité des cellules planctoniques jusqu’à 100%.

Évaluation de l’activité bactéricide et levuricide de [RuII(Fluorenyl-Terpy)NO(OH)Cl]Cl avec irradiation sur d’autres souches bactériennes Gram + (S. aureus résistant à la méthicilline ATCC 33591 ; E. faecium CIP 106742 ; E. faecalis CIP 106877 ; S. pyogenes CIP 56.41T), Gram – (E. coli CIP 53.126) et une souche fongique (C. albicans IP 4872)

Les tests biologiques ont été réalisés dans le cadre du doctorat de Yue Xiao en collaboration avec Christine Roques et Ludovic Pilloux du LGC et Laure Gibot et Patricia Vicendo du Softmat, deux laboratoires du site toulousain (Financement ANR-CE18 NOBacLight).

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