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Test super rapide pour les bactéries grâce à des "fourches" de calibre nano
Certaines infections bactériennes sont si graves que si le bon antibiotique n'est pas administré immédiatement, il y a de fortes chances que le patient meure. Mais malheureusement, avec les méthodes actuelles, il faut parfois des jours, voire des semaines, pour tester la réponse d'une bactérie au traitement. Désormais, des chercheurs suisses ont mis au point un test basé sur des «diapasons» de taille nanométrique qui pourraient réduire ce délai à quelques minutes et ainsi sauver des vies.
À l'heure actuelle, pour savoir si une bactérie réagit au traitement antibiotique, les cliniciens doivent attendre de voir ce qui se passe lorsqu'ils essaient de le faire pousser dans une culture. Pour certains types de bactéries, comme celle qui cause la tuberculose, cela peut prendre jusqu'à un mois.
Les «diapasons» de taille nanométrique que les chercheurs de cette nouvelle étude ont développés sont des porte-à-faux minuscules et extrêmement sensibles, plus minces que les cheveux humains, peut capter des vibrations au niveau atomique presque imperceptibles émises par des bactéries vivantes.
Des chercheurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) rapportent comment ils ont développé et démontré la technologie dans une étude publiée en ligne dans Nature Nanotechnologie le 30 juin.
"Nous montrons ici que les fluctuations des porte-à-faux de microscope à force atomique très sensibles peuvent être utilisées pour détecter de faibles concentrations de bactéries, caractériser leur métabolisme et analyser quantitativement (en quelques minutes) leur réponse aux antibiotiques", écrivent-ils.
Tuning Forks Pick Up Vibrations bactériennes
Les bactéries vivantes sont occupées par l’activité métabolique, l’ensemble des réactions chimiques vitales qui se produisent dans les cellules vivantes. Les chercheurs proposent que c'est cette activité métabolique qui envoie les minuscules vibrations détectées par leur technologie.
En plaçant les bactéries sur ou à proximité des fourches ou cantilevers d'accord de taille nanométrique, elles peuvent osciller en réponse aux vibrations bactériennes. Les oscillations sont très faibles, de l'ordre du millionième de millimètre.
L'appareil de mesure © EPFL / Alain Herzog
En projetant un faisceau laser sur le porte-à-faux et en captant la lumière réfléchie, les chercheurs convertissent les oscillations en signaux électriques facilement lisibles.
Manière rapide et précise de découvrir si les antibiotiques fonctionnent
Lorsque le signal électrique est une ligne plate, cela signifie qu’il n’ya pas de bactéries vivantes. Un moyen efficace de savoir très rapidement si un traitement avec un antibiotique a eu l'effet souhaité. Ceci est particulièrement utile pour tester les souches résistantes.
L'auteur de l'étude, Giovanni Dietler, physicien qui étudie les propriétés des matériaux vivants, déclare dans un communiqué:
"Cette méthode est rapide et précise. Et elle peut être un outil précieux pour les médecins à la recherche du bon dosage d’antibiotiques et pour que les chercheurs puissent déterminer quels traitements sont les plus efficaces."
"Nous avons appliqué cette méthodologie à Escherichia coli et Staphylococcus aureus, montrant que les bactéries vivantes produisent des fluctuations plus importantes du cantilever que les bactéries exposées aux antibiotiques », écrivent les auteurs.
La technologie s'adapte dans une boîte d'allumettes
Les chercheurs ont miniaturisé leur technologie pour qu’elle s’insère dans un appareil de la taille d’une boîte d’allumettes, ce qui la rend facilement transportable pour une utilisation clinique.
Dietler dit qu'ils pourraient rendre la chose encore plus petite:
«En intégrant notre outil à un dispositif piézoélectrique au lieu d’un laser, nous pourrions réduire sa taille à la taille d’une puce», explique-t-il.
Et il estime également qu'il est possible de développer une version permettant de tester une série d'antibiotiques sur une souche en quelques minutes seulement.
Les diapasons à taille nanométrique peuvent être utilisés dans le traitement du cancer
Les chercheurs suggèrent que leurs diapasons de taille nanométrique pourraient également être utiles pour tester la réponse au traitement par chimiothérapie.
Ils cherchent actuellement un moyen d'utiliser leurs diapasons nanométriques pour mesurer le métabolisme des cellules tumorales exposées à la chimiothérapie.
Encore une fois, comme dans le cas des infections bactériennes, l'énorme avantage serait de voir en quelques minutes au lieu de plusieurs semaines si le cancer réagissait au traitement.
Une autre façon dont les scientifiques utilisent la nanotechnologie en médecine consiste à cibler la thérapie au niveau cellulaire. Par exemple, un groupe du MIT aux États-Unis a mis au point une approche qui pourrait être utilisée pour créer des «nano-usines» qui fabriquent des médicaments à base de protéines sur les sites tumoraux pour lutter contre le cancer.
Les tumeurs pancréatiques «reprogrammées» par un nouveau vaccin
Des chercheurs de la faculté de médecine de l'université Johns Hopkins à Baltimore, au Maryland, ont découvert qu'une combinaison d'un vaccin et d'une chimiothérapie à faible dose pouvait rendre le cancer du pancréas sensible aux effets de l'immunothérapie. Ces résultats sont importants car, en général, ces cancers ne répondent pas à l'immunothérapie, moins de 5% des patients survivant 5 ans après le diagnostic.
On peut apprendre beaucoup en comprenant la biologie moléculaire de la façon dont nos cellules adipeuses utilisent les nutriments. Par exemple, il peut révéler pourquoi les personnes atteintes de diabète et d'obésité ont des problèmes dans le métabolisme des cellules adipeuses et aident à développer de nouveaux traitements pour leurs conditions. Cellules adipeuses matures. Le rouge montre des gouttelettes de graisse qui s'accumulent avec les cellules adipeuses.
