Un nouveau capteur électrochimique détecte les bactéries dangereuses
Nouveau capteur pour la détection des bactéries avec un revêtement de surface innovant
Chaque année, les infections bactériennes font plusieurs millions de victimes dans le monde. C'est pourquoi la détection des micro-organismes nuisibles est cruciale, non seulement pour le diagnostic des maladies, mais aussi, par exemple, pour la production alimentaire. Cependant, les méthodes disponibles jusqu'à présent prennent souvent beaucoup de temps, nécessitent des équipements coûteux ou ne peuvent être utilisées que par des spécialistes. En outre, elles sont souvent incapables de faire la distinction entre les bactéries actives et leurs produits de décomposition.
En revanche, la nouvelle méthode ne détecte que les bactéries intactes. Elle s'appuie sur le fait que les micro-organismes ne s'attaquent jamais qu'à certaines cellules du corps, qu'ils reconnaissent grâce à la structure spécifique de leurs molécules de sucre. Cette matrice, appelée glycocalyx, diffère selon le type de cellule. Elle sert en quelque sorte d'identifiant pour les cellules du corps. Cela signifie que pour capturer une bactérie spécifique, il suffit de connaître la structure reconnaissable dans le glycocalyx de sa cellule hôte préférée et de l'utiliser comme "appât".
C'est précisément ce que les chercheurs ont fait. "Dans notre étude, nous voulions détecter une souche spécifique de la bactérie intestinale Escherichia coli - ou E. coli en abrégé", explique le professeur Andreas Terfort de l'Institut de chimie inorganique et analytique de l'université Goethe de Francfort. "Nous savions quelles cellules l'agent pathogène infecte habituellement. Nous nous en sommes servis pour recouvrir notre puce d'un glycocalyx artificiel qui imite la surface de ces cellules hôtes. Ainsi, seules les bactéries de la souche d'E. coli ciblée adhèrent au capteur".
E. coli possède de nombreux bras courts, appelés pili, que la bactérie utilise pour reconnaître le glycocalyx de son hôte et s'y accrocher. "La bactérie utilise ses pili pour se lier au capteur en plusieurs endroits, ce qui lui permet de s'y accrocher particulièrement bien", explique M. Terfort. En outre, la structure chimique du glycocalyx artificiel est telle que les microbes qui n'ont pas les bons bras glissent dessus - comme un œuf sur une poêle à frire bien graissée. Cela garantit que seules les bactéries E. coli pathogènes sont retenues.
Mais comment les scientifiques ont-ils pu confirmer que les bactéries étaient réellement attachées au glycocalyx artificiel ? "Nous avons lié les molécules de sucre à un polymère conducteur", explique Sebastian Balser, chercheur doctorant sous la direction du professeur Terfort et premier auteur de l'article. En appliquant une tension électrique par l'intermédiaire de ces "fils", nous sommes en mesure de lire le nombre de bactéries qui se sont collées au capteur.
L'étude démontre l'efficacité de cette méthode : Les chercheurs ont mélangé des agents pathogènes de la souche d'E. coli ciblée à des bactéries E. coli inoffensives en différentes concentrations. "Notre capteur a pu détecter les micro-organismes nocifs même en très petites quantités", explique M. Terfort. "En outre, plus la concentration de la bactérie ciblée est élevée, plus les signaux émis sont forts.
L'article constitue une première preuve de l'efficacité de la méthode. Dans une prochaine étape, les groupes de travail impliqués veulent étudier si elle résiste également à l'épreuve de la pratique. Il est par exemple envisageable de l'utiliser dans des régions où il n'y a pas d'hôpitaux dotés de laboratoires de diagnostic sophistiqués.
En utilisant une surface personnalisée pour appâter les agents pathogènes ciblés, ceux-ci se séparent d'eux-mêmes d'un mélange de nombreuses bactéries différentes. Il est donc facile de les détecter par voie électrochimique.
Sebastian Bals
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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