Le système de test sensible permet une détection rapide et fiable de la résistance des bactéries

Des chercheurs de l’Université de Bâle ont développé un système de test sensible qui permet une détection rapide et fiable de la résistance des bactéries. Le système est basé sur de minuscules porte-à-faux fonctionnalisés qui se plient en raison de la liaison de l’échantillon. Dans les analyses, le système a pu détecter une résistance dans une quantité d’échantillon équivalente à 1 à 10 bactéries.

Les bactéries qui ne sont plus sensibles à divers antibiotiques constituent une menace importante pour notre santé. En cas d’infection bactérienne, les médecins ont besoin d’informations rapides sur les résistances potentielles afin de pouvoir réagir rapidement et correctement.

Les systèmes en porte-à-faux comme alternative Les méthodes traditionnelles de détection de la résistance sont basées sur la culture de bactéries et le test de leur sensibilité à un spectre d’antibiotiques. Ces méthodes prennent de 48 à 72 heures pour donner des résultats, et certaines souches de bactéries sont difficiles à cultiver. Les tests biologiques moléculaires sont beaucoup plus rapides et fonctionnent en amplifiant des gènes de résistance ou de courtes séquences spécifiques de matériel génétique par réaction en chaîne par polymérase (PCR), mais même cette méthode ne donne pas des résultats satisfaisants pour chaque bactérie.

Une alternative se présente sous la forme de méthodes utilisant de minuscules porte-à-faux, qui se plient lorsque les molécules d’ARN se lient à leur surface, par exemple – et cette flexion peut alors être détectée. Les molécules d’ARN sont des «transcrits» de gènes et peuvent être utilisées comme instructions pour construire des protéines. De plus, les molécules d’ARN peuvent être utilisées pour détecter des gènes de résistance dans le matériel génétique des bactéries.

Pas besoin de marquage ni d’amplification

Ecrire dans le journal Défis mondiaux, une équipe de scientifiques du Département de physique, du Département de biomédecine et du Swiss Nanoscience Institute (SNI) de l’Université de Bâle ont maintenant présenté un système de test en porte-à-faux qui leur a permis de détecter l’ARN d’une seule bactérie résistante aux antibiotiques. Avec le nouveau système en porte-à-faux, il n’est pas nécessaire d’amplifier ou d’étiqueter les échantillons à analyser.

Les chercheurs ont commencé par attacher des séquences de trois gènes associés à la résistance à la vancomycine aux cantilevers, puis ont exposé ces cantilevers préparés à un flux d’ARN extrait de bactéries. Si des molécules d’ARN provenant des gènes de résistance étaient présentes, les fragments d’ARN correspondants se lieraient aux cantilevers, ce qui les ferait subir une déviation à l’échelle nanométrique qui pourrait être détectée à l’aide d’un laser.

Un signal clair même avec des mutations ponctuelles Cette méthode a permis de détecter non seulement les gènes de résistance, mais également les mutations ponctuelles individuelles qui leur sont associées. Pour étudier cela, les chercheurs ont utilisé des mutations ponctuelles couplées à des gènes responsables de la résistance à l’ampicilline et à d’autres antibiotiques bétalactame.

Le gros avantage de la méthode que nous avons développée est sa rapidité et sa sensibilité. Nous avons réussi à détecter de minuscules quantités de fragments d’ARN spécifiques en cinq minutes. « 

Dr François Huber, premier auteur de l’article

Dans le cas de mutations simples, les quantités d’ARN détectées correspondaient à environ 10 bactéries. En ce qui concerne la détection de gènes de résistance entiers, les chercheurs ont obtenu un signal clair même avec une quantité d’ARN correspondant à une seule bactérie.

«Si nous pouvons détecter des gènes spécifiques ou des mutations dans le génome des bactéries, alors nous savons quelle résistance aux antibiotiques les bactéries vont présenter», explique le professeur Adrian Egli de l’hôpital universitaire de Bâle, dont l’équipe a joué un rôle essentiel dans l’étude. « Notre travail à l’hôpital bénéficierait de ce type d’informations fiables et sensibles sur la résistance des agents pathogènes. »