Des chercheurs de l’Université de Columbia ont créé une nouvelle plateforme reconnaissant plus efficacement les bactéries pathogéniques, et dans le même temps leurs gènes de résistance aux antibiotiques. Une méthode qui pourrait permettre un diagnostic plus rapide et d’éviter des erreurs d’utilisation d’antibiotiques non appropriés.

Certaines infections bactériennes conduisant à la mort des malades sont dues à des identifications tardives ou incorrectes du pathogène. L’une des plus mortelles de ce type est le sepsis (ou septicémie), qui est une infection systémique sévère de l’organisme, causée par la présence de bactéries dans le sang.

Dans cette situation, le système immunitaire active une réaction inflammatoire généralisée, mais également inappropriée, causant rapidement la défaillance de certains organes et aboutissant à la mort. Plus de 18 millions de personnes sont touchées par ce syndrome chaque année, et environ 200’000 en meurent. Un des problèmes de cette maladie est qu’elle peut être causée par différentes espèces de bactéries.

Cependant, une nouvelle plateforme de diagnostic nommée « bacterial capture sequencing » (BacCapSeq), pourrait permettre de reconnaître plus rapidement le pathogène responsable, ainsi que les gènes leur permettant de résister à certains antibiotiques.

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Le développement de cet outil est basé sur une plateforme similaire créée en 2015, mais utilisée pour la reconnaissance d’infections virales, le « Virome Capture Sequencing » (VirCapSeq-VERT).

« Cette plateforme est 1000 fois plus sensible que les tests non biaisés traditionnels, à un niveau comparable aux tests qui criblent une bactérie à la fois », déclare la généticienne Orchid M. Allicock.

Alors que les méthodes actuelles de diagnostic de sepsis requièrent la culture des bactéries responsables, ce qui prend entre deux jours ou plus selon l’espèce, le BacCapSeq prend 70 heures pour obtenir les résultats. Les chercheurs avouent que ce temps peut paraître peu impressionnant, mais ils comptent sur les progrès technologiques qui seront effectués dans les années à venir concernant la puissance de calcul pour que la plateforme puisse devenir significativement plus rapide.

Mais cet outil possède d’autres avantages. L’une des méthodes de biologie moléculaire les plus employées pour identifier les bactéries pathogéniques est la PCR multiplexe, qui permet de cribler jusqu’à 19 espèces connues.

Alors que VirCapSeq-VERT peut identifier l’ADN de 207 taxons de virus infectants les vertébrés, BacCapSeq peut identifier 307 bactéries pathogéniques, tout en examinant leur virulence et leur résistance aux antibiotiques, le rendant donc considérablement plus efficace que la PCR multiplexe.

BacCapSeq est capable d’utiliser plus de 4.2 millions d’oligonucléotides (petits morceaux d’ADN) servant de sonde en se liant à une séquence complémentaire (s’il y en a) dans l’ADN de la bactérie se trouvant dans le sang prélevé du malade, pour le séquencer. Cette technique permet donc de détecter également les gènes de résistance aux antibiotiques.

Lors du test de la plateforme en utilisant des échantillons de sang étant fortement chargés de diverses bactéries telles que Escherichia coli ou encore Salmonella enterica, BacCapSeq a montré des performances nettement supérieures aux méthodes conventionnelles comme le criblage à haut débit.

Cependant, l’un de ses inconvénients est qu’elle est surtout qualitative, et non quantitative. Lors d’une analyse d’un échantillon où la quantité de bactéries est importante, les tests PCR restent toujours les plus fiables. De plus, la méthode identifie uniquement les bactéries connues. Si 40% du génome d’une nouvelle espèce est différent que celles qui sont répertoriées, BacCapSeq ne la reconnaîtra pas.

De nombreuses améliorations doivent encore être effectuées sur cet outil qui semble avoir un avenir prometteur. Il se pourrait même qu’après les virus et les microbes, des chercheurs tentent de mettre au point une autre plateforme destinée à identifier les infections fongiques.

« L’intelligence microbiologique doit faire partie intégrante de la médecine de précision » déclare W. Ian Lipkin, directeur de la recherche. « Un diagnostic différentiel précoce et précis des maladies infectieuses et la connaissance des profils de sensibilité aux médicaments réduiront la mortalité, la morbidité et les coûts des soins de santé ».

Source: American Society for Microbiology

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