Certaines notoirement difficiles à traiter les infections peuvent ne pas être aussi résistantes aux antibiotiques qu'on le pensait, selon de nouvelles recherches utilisant un dispositif microfluidique qui reproduit plus étroitement le flux de fluide trouvé dans le corps que les cultures standard.
L'équipe de recherche de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign, dirigée par le professeur de biochimie Joe Sanfilippo, a testé des agents antibiotiques contre Pseudomonas aeruginosaconsidéré comme l'un des agents pathogènes les plus résistants. Ils ont introduit les médicaments à différents taux d'écoulement de fluide et ont constaté que, alors que les bactéries prospéraient à un débit de liquide non ou faible, les antibiotiques ont tué les bactéries à des débits plus élevés.
Chaque fois que vous prenez un antibiotique oralement ou par IV, il n'est pas immédiatement à l'endroit qu'il est censé être. Il arrivera en coulant dans la circulation sanguine. D'autres liquides se déplacent également dans le corps: dans les poumons, les voies urinaires, le tube digestif. Pourtant, les biologistes n'étudient pas vraiment l'impact de l'écoulement des fluides lorsqu'ils étudient les agents pathogènes. En utilisant cette technologie microfluidique, souvent utilisée dans l'ingénierie, dans un contexte de biologie, nous avons constaté que l'écoulement des fluides est très important pour l'activité antibiotique. Nous avons l'occasion d'améliorer le dépistage et les tests de médicaments en considérant les effets de l'écoulement des fluides. «
Joe Sanfilippo, professeur, Université de l'Illinois Urbana-Champaign
Que ce soit dans un laboratoire de biologie ou un laboratoire clinique, le moyen standard d'étudier les bactéries pathogènes se trouve dans des plaques, des tubes ou des puits – des contextes non représentatifs de la dynamique trouvée dans le corps. Les dispositifs microfluidiques utilisés par le groupe de l'Illinois permettent un contrôle précis de la vitesse de fluide.
« C'est une idée simple. Les biologistes ne l'ont pas fait parce qu'il est difficile de réaliser avec ce qu'ils ont habituellement dans leurs laboratoires. L'ingénierie est assez simple, en termes de conception microfluidique. Nous devions juste assembler la technologie et les côtés de biologie », a déclaré Sanfilippo.
Les chercheurs ont testé trois agents antibiotiques différents contre lesquels le Pseudomonas était censé être résistant. Ils ont vu un gradient d'activité antibiotique qui dépendait du débit. À un débit non faible, les antibiotiques n'ont affecté que les bactéries au début de la piste fluide. À mesure que le débit augmentait, la portée de l'activité antibiotique aussi, jusqu'à ce que l'ensemble de l'échantillon de culture soit anéanti aux débits les plus élevés.
L'équipe a publié ses résultats dans le journal Avances scientifiques.
« Nos résultats mettent en évidence comment nous pourrions faire un meilleur travail pour caractériser la résistance aux antibiotiques. Si vous obtenez une infection, un clinicien peut prélever un échantillon et le tester pour voir quels médicaments fonctionneront contre. Mais ils le testent sans flux. Ainsi, ils peuvent ne pas vous donner un médicament qui pourrait réellement être efficace parce que leurs tests ne montrent pas l'efficacité des médicaments dans des conditions d'écoulement comme le corps », a déclaré Sanfilippo. « Lorsque les chercheurs essaient de développer un nouveau médicament, c'est la même chose; ils peuvent avoir tort pour interpréter si le médicament fonctionne ou non, car les conditions de test ne sont pas comme le corps. »
Ensuite, l'équipe de recherche prévoit de tester d'autres agents pathogènes résistants aux antibiotiques et d'autres médicaments antibiotiques dans leurs dispositifs microfluidiques. Ils espèrent également étudier plus profondément les mécanismes de la raison pour laquelle les antibiotiques étaient plus efficaces dans le fluide qui coule.
L'Université de l'Illinois et les National Institutes of Health ont soutenu ce travail. L'étudiant diplômé Alexander Shuppara a été le premier auteur du journal.
