Un nouveau test novateur pour les bactéries dans les fluides permet de confirmer aussi facilement que l'observation d'un changement de couleur la présence d'agents pathogènes pathogènes, promettant des tests de diagnostic beaucoup plus faciles et une plus grande sécurité alimentaire.
Les ingénieurs et les biochimistes de l'Université McMaster ont uni leurs compétences pour permettre à des utilisateurs non formés de confirmer la contamination des fluides à l'aide d'un test au biogel qui change de couleur en présence de bactéries telles que E. coli, listeria et d'autres cibles de test fréquentes.
Le test utilise des bactériophages inoffensifs intégrés dans le gel pour localiser les bactéries cibles dans un échantillon de liquide tel que l'eau d'un lac, l'urine ou un récipient de lait, même à de faibles concentrations.
Les bactériophages constituent la forme de vie la plus répandue sur Terre. Chaque forme de bactériophage est spécialisée pour détruire une forme de bactérie.
Dans le test, les phages – comme on les appelle de manière informelle – trouvent et attaquent les bactéries cibles dans un échantillon, provoquant la libération par les bactéries de quantités microscopiques de matériau intracellulaire que le test peut lire, déclenchant un changement de couleur facilement visible à l'œil nu. Si l'échantillon est propre, la couleur reste la même.
Le nouveau processus ne prend que quelques heures et produit des résultats beaucoup plus rapidement que les cultures en laboratoire, qui peuvent prendre deux jours pour générer des résultats.
« Cela fait des années que nous utilisons le pouvoir destructeur des phages pour tuer les bactéries et résoudre les infections », explique Zeinab Hosseinidoust, professeure agrégée de génie biomédical et chimique et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie des bactériophages. « Ici, nous canalisons ce pouvoir d'une autre manière. Parce que les phages peuvent faire éclater les bactéries, ils peuvent nous donner un accès rapide aux composants biologiques de ces bactéries que nous utilisons pour confirmer leur présence. »
Le test, décrit dans un nouvel article publié dans la revue Matériaux avancésest la dernière d'une série de technologies développées par le groupe, toutes visant à mettre une technologie simple à la portée des producteurs, des détaillants, des consommateurs et des professionnels de la santé.
« Nous disposons désormais d'un outil qui peut être utilisé dans des échantillons alimentaires, des échantillons environnementaux et des échantillons cliniques », explique l'auteur principal Tohid Didar, professeur agrégé de génie mécanique et biomédical et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les nanobiomatériaux. « Aujourd'hui, les personnes qui soupçonnent une infection des voies urinaires doivent consulter un médecin et attendre parfois des jours pour obtenir un résultat. Cette technologie permettrait aux gens de se tester très facilement à la maison et d'obtenir un résultat en quelques heures. «
Les travaux antérieurs du groupe comprennent la création d'une bibliothèque de tests portable pour associer les phages à des infections résistantes aux antibiotiques autrement incurables, un test de contamination incorporé dans les emballages alimentaires et un système de stockage à température stable pour les vaccins vivants.
Le groupe a confirmé le concept de son nouveau test en utilisant des échantillons d'urine provenant de patients du Hamilton Health Sciences et, dans tous les cas, les résultats du test expérimental ont produit les mêmes résultats que les tests de laboratoire traditionnels. Le test a également fonctionné avec précision pour détecter E. Coli dans les échantillons d’eau du lac.
Le nouveau test peut être adapté à n'importe quelle bactérie en utilisant des bactériophages et des sondes ADN qui ciblent spécifiquement les microbes tels que la listeria et la salmonelle.
Les phages peuvent frapper à toutes les portes biologiques, mais ils n’entreront que dans celles qu’ils sont programmés pour trouver. Cette spécificité constitue un énorme avantage pour une détection rapide et précise, même à de faibles niveaux. »
Carlos Filipe, professeur de génie chimique et auteur principal du journal
Un tel test aurait pu permettre une détection précoce et précise de la récente contamination du lait végétal par la listeria qui a tué deux personnes, rendu malade 10 personnes et provoqué de nombreux rappels au Canada, affirment les chercheurs.
«Cette technologie pourrait être utile pour limiter rapidement les épidémies», déclare la co-auteure Akansha Prasad, boursière Vanier et étudiante au doctorat en génie biomédical. « Si vous aviez quelque chose dans votre réfrigérateur qui vous préoccupait, ce test pourrait vous permettre de savoir s'il était sans danger pour la consommation. »
Les tests de contamination dans des fluides complexes tels que le lait, le sang ou l'urine sont particulièrement difficiles, ce qui rend les alternatives simples et fiables telles que le nouveau test très utiles, affirment les chercheurs, qui espèrent travailler avec des partenaires commerciaux pour commercialiser cette technologie.
« Une fois que nous aurons les approbations et les partenariats appropriés pour commercialiser ce test, il pourrait être très utile dans de nombreux contextes », déclare Hannah Mann, auteure principale de l'article et doctorante en génie chimique et bio-ingénierie. « Environ 12 pour cent des Canadiens n'ont pas accès à l'eau courante municipale, par exemple, et cela pourrait leur apporter une grande tranquillité d'esprit. »
Les autres auteurs du journal sont Yingfu Li, Shadman Khan, Feresheteh Bayat, Jimmy Gu et Kyle Jackson.
