fr.3b-international.com
Les scientifiques créent des puces informatiques capables d'écouter les bactéries
Une équipe de chercheurs de l'Université de Columbia et de Columbia Engineering, basée à New York, a utilisé des circuits de type informatique pour étudier les bactéries.
La technologie des circuits intégrés est à la base des ordinateurs et des téléphones cellulaires modernes, mais l’équipe de Columbia a mis au point un nouveau type de puce utilisant la technologie CMOS (Complement Metal-Oxide-Semiconductor). Selon eux, cette technologie permet aux puces d’écouter les bactéries.
L'intention des chercheurs est de comprendre comment se forment les "biofilms". Les biofilms sont des communautés complexes de cellules microbiennes qui poussent ensemble sur des surfaces vivantes ou inertes. Les experts estiment que 60 à 80% des infections microbiennes chez l'homme sont causées par des bactéries biofilm.
"La perturbation de la formation de biofilms a d'importantes implications pour la santé publique dans la réduction des taux d'infection", a déclaré Ken Shepard, responsable de l'étude, professeur de génie électrique et de génie biomédical chez Columbia Engineering. "C'est une nouvelle application passionnante pour la technologie CMOS qui fournira de nouvelles informations sur la façon dont les biofilms se forment."
Comment la technologie améliore-t-elle les techniques existantes pour étudier les bactéries?
La puce est un support solide pour la colonie bactérienne, mais elle réagit également directement aux changements moléculaires de la bactérie qui s'y développe.
Les techniques de microscopie sont normalement utilisées pour étudier les systèmes biologiques.
Les photons (particules d'énergie électromagnétique) peuvent être utilisés pour effectuer des interactions «relativement non invasives» avec le système biologique étudié, mais ces techniques ne peuvent pas détecter les facteurs de métabolisme primaire ou de signalisation, qui sont des composants importants de la physiologie.
Shepard qualifie la puce de circuit intégré que l'équipe a développée de «lame de verre active», un support solide pour la colonie bactérienne, mais elle répond aussi directement aux changements moléculaires des bactéries qui s'y développent.
"C'est un grand pas en avant", déclare Lars Dietrich, professeur adjoint de sciences biologiques à l'université de Columbia. "Nous décrivons l'utilisation de cette puce pour" écouter "les conversations qui ont lieu dans les biofilms, mais nous proposons également de l'utiliser pour interrompre ces conversations et perturber ainsi le biofilm."
"Outre les implications scientifiques pures de ces études, une application potentielle serait d’intégrer ces puces dans les dispositifs médicaux qui sont des sites communs de formation de biofilms, tels que les cathéters, puis d’utiliser les puces pour limiter la colonisation bactérienne."
La partie de la «conversation» bactérienne sur laquelle l’équipe écoute spécifiquement implique un type de molécule - appelé phénazines - qui est sécrété par les cellules de la bactérie lorsque l’activité physiologique se produit.
On pense que ces phénazines contribuent à la croissance des colonies bactériennes. Ainsi, en écoutant ces molécules, une puce modifiée peut également interférer avec la propagation de la colonie.
"Cela représente une nouvelle façon intéressante d’utiliser l’électronique à l’état solide pour étudier les systèmes biologiques", ajoute M. Shepard. "C’est l’un des nombreux moyens émergents qui ont un impact sur la biotechnologie et les sciences de la vie."
Ces dernières années, d'autres études sur les implications médicales des biofilms ont porté sur la résistance des biofilms de salmonelles à des désinfectants puissants et sur la manière dont les recherches sur les bactéries «hypersoudeuses» pourraient produire des traitements anti-biofilms.
Les chercheurs ont appelé l'industrie pharmaceutique, les gouvernements et les organisations médicales à travailler ensemble pour étudier les conséquences de l'utilisation à long terme de médicaments améliorant la cognition chez des individus en bonne santé. Les effets à long terme des «médicaments intelligents» sur les personnes en bonne santé sont relativement inconnus. Des médicaments tels que le méthylphénidate et le modafinil, commercialisés respectivement sous les noms de Ritalin et de Provigil, sont utilisés par certains individus en bonne santé pour améliorer leurs performances cognitives, malgré un manque général de connaissances sur les effets à long terme de leur utilisation non médicale.
Entraînement vidéo CPR aussi efficace sans mannequin
La formation des membres de la famille des patients à risque d’arrêt cardiaque pour leur administrer une RCP peut se faire aussi efficacement avec une trousse vidéo qu’avec un kit vidéo comprenant un mannequin pour pratiquer la réanimation. Les chercheurs affirment que la connaissance du mannequin n'est pas nécessaire pour une formation de base en RCR, ce qui permet de dispenser une éducation publique efficace par vidéo uniquement, par exemple dans les salles d'attente des médecins.
