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Test rapide des puces pour détecter les bactéries résistantes aux antibiotiques en vue
À l'heure actuelle, pour diagnostiquer les bactéries à l'origine d'une infection résistante aux antibiotiques, les médecins doivent envoyer des échantillons au laboratoire et attendre des jours avant d'obtenir un résultat. Maintenant, les chercheurs ont trouvé un moyen de réduire les jours d'attente aux heures, en utilisant une simple technologie à base de puces qui pourrait tenir dans un appareil de paillasse.
Les bactéries sont cultivées dans de minuscules puits, chacun avec un filtre pour les piéger, et des électrodes pour lire leur métabolisme.
Crédit d'image: Université de Toronto
L’équipe, de l’Université de Toronto au Canada, décrit la nouvelle technologie et comment elle a été testée dans la revue. Lab sur une puce.
La résistance aux antibiotiques est un problème de santé publique croissant, aggravé en partie par l’utilisation imprécise des antibiotiques.
Comme il faut actuellement 2 ou 3 jours à un test de laboratoire pour identifier la bactérie à l'origine d'une infection, les médecins arrêtent le traitement par un antibiotique à large spectre.
Parfois, cette approche «unique» fonctionne, mais parfois, elle ne l'est pas, et ce n'est que lorsque le résultat du laboratoire arrive que les médecins peuvent alors prescrire un médicament plus spécifique, plus susceptible de tuer la bactérie.
Un test plus rapide qui peut être effectué localement signifie que le médecin peut administrer immédiatement le bon médicament et réduire l'exposition des bactéries aux antibiotiques.
L'auteur principal Justin Besant, chercheur au doctorat à l'Institut des biomatériaux et du génie biomédical de Toronto, explique:
"Les conjectures peuvent conduire à une résistance à ces antibiotiques à large spectre et, dans le cas d'infections graves, à des résultats beaucoup plus graves pour le patient."
Pas besoin d'attendre que les bactéries se développent en culture
Une infection par une version résistante d’une bactérie peut transformer un séjour à l’hôpital en cauchemar. Chaque année, aux États-Unis, 2 millions de personnes contractent des infections résistantes aux antibiotiques et plus de 23 000 en meurent.
La raison pour laquelle les tests actuels prennent des jours et non des heures est que vous avez besoin d'une forte concentration de bactéries. Ainsi, l'échantillon du patient est cultivé dans une culture pendant quelques jours jusqu'à ce que la population de la bactérie atteigne un niveau détectable.
Besant et ses collègues ont combiné leur expertise en génie électrique et biomédical pour concevoir une puce qui extrait les bactéries de l'échantillon du patient dans un volume de seulement deux nanolitres. Dans ce minuscule espace, la puce peut augmenter la concentration effective de la bactérie.
La puce est faite de verre avec des puits microfluidiques. Au fond de chaque puits se trouve un filtre constitué de microbilles qui attrapent les bactéries lorsque l'échantillon traverse la puce.
Les bactéries s'accumulent dans les minuscules puits, ainsi que l'antibiotique à tester et une molécule appelée résazurine qui envoie une signature électrochimique.
Les bactéries métabolisent la résazurine en résorufine, donc si elles restent en vie, la signature électrochimique passe de la résazurine à celle de la résorufine. Mais si l’antibiotique tue les bactéries, la signature reste celle de la résazurine.
Les électrodes intégrées à la puce détectent le changement de signature électrochimique et peuvent le transmettre en lecture du résultat.
La technologie pourrait s'insérer dans un «très petit instrument de table»
Besant dit que leur appareil offre deux avantages:
"Premièrement, nous avons beaucoup de bactéries dans un très petit espace, donc notre concentration initiale est beaucoup plus élevée. Et deuxièmement, comme les bactéries se multiplient et convertissent la molécule de résazurine, elle se bloque efficacement dans cette gouttelette de nanolitre. loin dans la solution, de sorte qu'il peut s'accumuler plus rapidement à des niveaux détectables. "
Lui et son équipe pensent que leur approche est la première à rassembler un moyen d'augmenter la concentration de l'échantillon avec une simple lecture électrochimique. Le résultat est un outil qui aidera à diagnostiquer et à traiter les infections bactériennes beaucoup plus rapidement, suggèrent-ils.
Il existe des moyens plus rapides de diagnostiquer les bactéries résistantes aux antibiotiques en utilisant la détection par fluorescence, mais ces méthodes nécessitent des microscopes volumineux et coûteux pour examiner les résultats. Besant explique l'avantage évident d'un appareil basé sur leur approche:
«L’électronique de notre système de lecture électrochimique peut facilement être insérée dans un instrument de table très petit, et c’est quelque chose que vous pourriez voir dans un cabinet médical, par exemple.
Il considère la prochaine étape comme la création d'un dispositif capable de tester plusieurs antibiotiques en même temps, à différentes concentrations.
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